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专题一细胞的分子组成?走近细胞与细胞的分子组成知识点

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  考点一 细胞是生命活动的基本单位

  1.细胞学说及其建立过程

  (1)细胞学说的内容

  ①细胞是一个有机体,一切 动植物 都由细胞发育而来,并由细胞和 细胞产物 所构成。

  ②细胞是一个 相对独立 的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的 整体生命 起作用。

  ③新细胞是由 老细胞分裂 产生的。

  (2)建立的过程

  ①维萨里揭示了人体在 器官 水平的结构。比夏指出器官由 组织 构成。

  ②罗伯特·虎克用显微镜发现了 细胞 。 列文虎克 观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。 马尔比基 广泛观察了动植物的微细结构。

  ③ 施莱登 提出了植物细胞学说。 施旺 推倒了分隔动植物界的巨大屏障。

  ④ 耐格里 发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。 魏尔肖 总结出“细胞通过分裂产生新细胞。”

  (3)细胞学说建立的意义

  细胞学说揭示了 动物和植物 的统一性,从而阐明了 生物界 的统一性。

  2.细胞是基本的生命系统

  (1)生命活动离不开细胞的原因

  ①单细胞生物能够 独立 完成生命活动,多细胞生物依赖各种 分化 的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动。

  ②动植物以 细胞代谢 为基础的各种生理活动,以 细胞增殖、分化 为基础的生长发育,以细胞内 基因的传递和变化 为基础的遗传与变异,都说明生命活动离不开细胞。

  (2)生命系统的结构层次

  ①在多细胞生物体内,细胞→ 组织 → 器官 →个体。

  ②在自然界,个体→种群→ 群落 → 生态系统 → 生物圈 。

  [易错诊断]

  1.一切生物都由细胞发育而来。(×)

  2.罗伯特·虎克和列文虎克也是细胞学说的建立者。(×)

  3. 细胞通过分裂产生新细胞是魏尔肖观察并总结出来的。(×)

  4.细胞学说揭示了动物和植物的统一性和多样性。(×)

  5.生命系统的结构层次中都没有无机环境的成分。(×)

  1.(生命观念)概念法分析生命系统的结构层次

  (1)明确生命系统各结构层次的概念,准确套用概念分析题干信息,对号入座。尤其要注意种群、群落、生态系统和生物圈的区别。

  个体种群不同 相互作用生态系统―→生物圈(地球上最大的生态系统)

  (2)注意特殊情况。如单细胞生物不具有组织、器官、系统这三个层次;植物没有系统这个层次。

  2.(科学思维)病毒相关知识的归纳与概括

  考点二 细胞的多样性与统一性

  1.使用高倍显微镜观察细胞的方法步骤

  转动 反光镜 使视野明亮→在低倍镜下观察清楚后,把要放大观察的物像移至 视野中央 →转动转换器,换成 高倍物镜 →用 细准焦螺旋 调焦并观察。

  2.原核细胞和真核细胞

  (1)分类依据:细胞内 有无以核膜为界限的细胞核 。

  (2)大肠杆菌与蓝细菌

  ①识别大肠杆菌与蓝细菌的模式图

  ②细菌细胞的统一性

  细菌的细胞都有 细胞壁 、细胞膜和细胞质,都没有由 核膜 包被的细胞核,也没有染色体,但有 环状的DNA 分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫作 拟核 。

  (3)原核细胞和真核细胞的统一性

  原核细胞和真核细胞都有相似的 细胞膜 和 细胞质 ,它们都以 DNA 作为遗传物质。

  [易错诊断]

  1.原核生物主要分为细菌和蓝细菌两大类。(×)

  2.蓝细菌组成的细胞群体属于多细胞生物个体。(×)

  3.原核细胞与真核细胞具有相似的染色质。(×)

  4.原核生物一定是单细胞的,真核生物一定是多细胞的。(×)

  5.沙眼衣原体被确定为原核生物的依据是有细胞壁。(×)

  1.(生命观念)列举真核细胞与原核细胞的区别

  2.(科学思维)明辨真、原核细胞的六个“不一定”

  (1)不属于真核生物的不一定就是原核生物,如病毒。

  (2)原核细胞不一定都有细胞壁,如支原体。

  (3)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝细菌。

  (4)能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体,如蓝细菌和硝化细菌。

  (5)没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞,如哺乳动物的成熟红细胞。

  (6)细胞不一定都有生物膜系统,如原核细胞只有细胞膜,没有生物膜系统。

  3.(科学思维)五角度归纳细胞的统一性

  考点一 细胞中的元素、化合物及无机物

  1.组成细胞的元素

  (1)种类:常见的有 20多种 。

  (2)分类:

  ①大量元素(含量较多的): C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。

  ②微量元素(含量很少): Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。

  (3)含量很高四种元素: C、H、O、N ,其原因与组成细胞的 化合物 有关。

  2.组成细胞的化合物

  (1)存在形式:大多以 化合物 的形式存在。

  (2)种类及相对含量: 水 (70%~90%)、 蛋白质 (7%~10%)、糖类和核酸(1%~1.5%)、脂质(1%~2%)、无机盐(1%~1.5%)。

  3.细胞中的水

  (1)水的存在形式和作用

  (2)与细胞代谢、细胞抗逆性的关系

  在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越 旺盛 ;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越 强 。

  4.细胞中的无机盐

  (1)存在形式和含量

  (2)功能

  ①某些重要化合物的组成成分,如 Mg2+ 是构成叶绿素的重要成分。

  ②维持细胞和生物体的 生命活动 ,如哺乳动物的血液中Ca2+含量太低,会出现 抽搐 等症状。

  ③维持细胞的 酸碱平衡 。

  [易错诊断]

  1.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(×)

  2.在人体活细胞中氢原子的数目最多。(√)

  3.由于共价键的存在,水具有较高的比热容。(×)

  4.晒干的种子细胞内不含有水分,导致细胞代谢停止。(×)

  5.Mg参与构成叶绿体中的各种色素。(×)

  6.将作物秸秆充分晒干后,其体内剩余的物质主要是无机盐。(×)

  1.(科学思维)水的归纳与整合

  2.(科学思维)常考无机盐功能的归纳整合

  考点二 细胞中的糖类和脂质

  1.细胞中的糖类

  (1)功能:细胞中主要的 能源物质 。

  (2)元素组成:一般是由 C、H、O 三种元素构成的。

  (3)分类

  ①单糖: 不能水解 的糖类就是单糖。葡萄糖是细胞生命活动所需要的 主要能源物质 。常见的单糖还有 果糖 、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。

  ②二糖:由两分子单糖 脱水缩合 而成,一般要水解成 单糖 才能被细胞吸收。生活中常见的二糖是蔗糖, 蔗糖 在糖料作物甘蔗和甜菜里含量丰富,常见的二糖还有在发芽的小麦等谷粒中含量丰富的 麦芽糖 ,以及在人和动物乳汁中含量丰富的 乳糖 。

  ③多糖: 淀粉 是最常见的多糖,作为植物体内的 储能 物质存在于植物细胞中。 糖原 主要分布在人和动物的 肝脏和肌肉 中,是人和动物细胞的 储能 物质。 纤维素 也是多糖,不溶于水,在人和动物体内很难被消化。 几丁质 也是一种多糖,又称为壳多糖,广泛存在于甲壳类动物和昆虫的 外骨骼 中。

  2.细胞中的脂质

  (1)元素组成:主要是 C、H、O ,有些脂质还含有 P和N 。

  (2)与糖类的不同点:脂质分子中 氧 的含量远远低于糖类,而 氢 的含量更高。

  (3)物理特性:通常都不溶于 水 ,而溶于 脂溶性有机溶剂 。

  (4)脂质的分类:

  ①脂肪

  a.组成:脂肪是由三分子 脂肪酸 与一分子 甘油 发生反应而形成的酯,即 三酰甘油 。

  b.功能:是细胞内 良好的储能物质 ,当生命活动需要时可以 分解利用 ;是一种很好的 绝热体 ;具有 缓冲和减压 的作用,可以保护内脏器官。

  ②磷脂

  a.组成:磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基(-OH)不是与脂肪酸结合成 酯 ,而是与 磷酸及其他衍生物 结合。

  b.功能:磷脂是构成 细胞膜 的重要成分,也是构成多种 细胞器膜 的重要成分。

  ③固醇

  a.种类:固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。

  b.功能:胆固醇是构成 动物细胞膜 的重要成分,在人体内还参与 血液中脂质的运输 ;性激素能促进人和动物 生殖器官 的发育以及 生殖细胞 的形成;维生素D能有效地促进人和动物肠道对 钙和磷的吸收 。

  3.糖类和脂质的关系

  糖类在供应充足的情况下,可以 大量 转化为脂肪;而脂肪一般只在 糖类代谢 发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能 大量 转化为糖类。

  [易错诊断]

  1.糖类只有C、H、O三种元素组成。(√)

  2.淀粉水解的终产物是二氧化碳和水。(×)

  3.在小鼠的口腔细胞中可以检测到麦芽糖。(×)

  4.几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,因此可用于废水处理。(√)

  5.胆固醇存在于所有细胞中,是组成细胞和生物体的重要有机化合物。(×)

  6.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固。(√)

  1.(生命观念)明辨糖类、脂质有关的五个易错点

  (1)多糖的单体都是葡萄糖,但二糖并不都是由葡萄糖组成的,如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。

  (2)并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。

  (3)并非所有的糖都是还原糖,如淀粉、纤维素、蔗糖都是非还原糖,不能用斐林试剂检测。

  (4)脂肪是主要的储能物质,但不构成膜结构,磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。

  (5)等质量的脂肪和糖类相比,脂肪中“H”比例高,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要O2多,产生H2O多。

  2.(科学思维)糖类与脂质的归纳与概括

  考点三 (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的相关化合物产生特定的 颜色反应 。

  (1)糖类中的还原糖,与 斐林试剂 发生作用,生成 砖红色沉淀 。

  (2)脂肪可以被 苏丹Ⅲ 染液染成 橘黄色 。

  (3)蛋白质与 双缩脲试剂 发生作用,产生 紫色 反应。

  2.实验步骤

  (1)还原糖的检测和观察

  结果分析:若出现 砖红色 沉淀,说明组织样液中含有可溶性 还原糖 ;若不出现 砖红色 沉淀,则说明组织样液中不含有 还原糖 。

  (2)脂肪的检测和观察

  取材:花生种子(浸泡,去掉种皮)

  ↓

  切片:将子叶切成薄片

  ↓

  制片

  ↓

  观察:先在低倍镜下寻找已着色颗粒,再用高倍镜观察

  ↓

  结果分析:若圆形小颗粒呈 橘黄色 ,则证明待测种子中存在脂肪

  (3)蛋白质的检测和观察

  结果分析:若试管中液体变成 紫 色,则说明组织样液中存在 蛋白质 ;若试管中液体没有变成 紫 色,则说明组织样液中不存在 蛋白质 。

  1.关注实验中的四个注意点

  2.对斐林试剂与双缩脲试剂异同点的深度理解

  3.把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”

  考点一 蛋白质的结构和功能

  1.蛋白质的功能

  蛋白质是生命活动的 主要承担者 。

  2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸

  (1)氨基酸的结构

  ①结构通式:

  ②结构特点

  数量关系:至少都含有一个 氨基(-NH2) 和一个 羧基(-COOH) 。

  位置关系:都有 一个氨基和一个羧基 连接在 同一个碳原子 上。

  (2)人体的氨基酸种类(21种)

  ①分类依据: R基的不同 。

  ②种类

  3.蛋白质的结构及其多样性

  (1)蛋白质的结构层次

  (2)蛋白质种类多样性的原因

  原因

  [易错诊断]

  1.细胞核中的遗传信息,往往要表达成蛋白质才能起作用。(√)

  2.人体中组成蛋白质的氨基酸共有20种。(×)

  3.具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。(×)

  4.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。(×)

  5.脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽。(×)

  6.氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。(×)

  1.(思维辨析)明晰蛋白质的盐析、变性和水解

  (1)盐析:是由溶解度的变化引起的,蛋白质的空间结构没有发生变化。

  (2)变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。

  (3)水解:在蛋白酶作用下,肽键断裂,蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。

  2.(科学思维)根据蛋白质的结构总结相关计算

  (1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系

  ①肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数。

  ②蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。

  注:氨基酸平均分子质量为a。不考虑形成二硫键

  (2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算

  ①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。

  ②游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。

  (3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数

  ①N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。

  ②O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。

  注:①若为环状多肽,则可将公式中的肽链数视为零,再进行相关计算。

  环状多肽主链中无氨基和羧基,环状多肽中氨基或羧基数目取决于构成环状多肽氨基酸R基中的氨基和羧基的数目,由图示可知:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。

  ②在计算蛋白质相对分子质量时,还要考虑是否存在特殊的变化,如二硫键(-S-S-)的形成,每形成一个二硫键,脱去2个H,相对分子质量减少2。

  (4)妙用“排列组合”求解多肽种类

  ①若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种。

  ②若有n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类为n×(n-1)×(n-2)…×1=n!。

  (5)基因表达中氨基酸数与相应DNA、mRNA中碱基数目关系

  考点二 核酸的结构和功能

  1.核酸的种类及其分布

  (1)分类

  (2)分布

  2.核酸是由核苷酸连接而成的长链

  (1)核酸的基本组成单位——核苷酸

  ①种类:分为 脱氧核苷酸 和 核糖核苷酸 两种。

  ②组成:

  (2)核酸的构成

  (3)核酸中遗传信息的贮存

  ①脱氧核苷酸的 排列顺序 储存着生物的遗传信息,DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。

  ②部分病毒的遗传信息储存在 RNA 中,如HIV、SARS病毒等。

  (4)核酸的功能

  ①细胞内携带 遗传信息 的物质。

  ②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。

  3.生物大分子以碳链为骨架

  (1)单体:多糖的基本单位是 单糖 ,组成蛋白质的基本单位是 氨基酸 ,组成核酸的基本单位是 核苷酸 ,这些 基本单位 称为单体。

  (2)多聚体:生物大分子是由许多 单体 连接成的多聚体。

  (3)碳链的基本骨架: 每一个单体都以 若干个相连的碳原子 构成的碳链为基本骨架。

  (4)碳链骨架的意义:以碳链为骨架的 多糖、蛋白质、核酸 等生物大分子,构成细胞生命大厦的基本框架。

  [易错诊断]

  1.核苷酸包括DNA和RNA两类。(×)

  2.与DNA相比,RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖。(×)

  3.人体细胞的核酸中含有4种核苷酸。(×)

  4.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(×)

  5.脂肪的单体是甘油和脂肪酸。(×)

  1.(科学思维)“三看法”判断DNA和RNA

  2.(科学思维)核酸与蛋白质的归纳与概括

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