高中生物基础知识梳理
必修一
第一单元细胞的分子组成与结构
一、生物界和非生物界的统一性和差异性：
1.统一性（种类）：组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。
2.差异性（含量）：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。
二、组成细胞的元素：
1.分类：
①最基本元素是 C
②基本元素是 C、H、O、N
③主要元素是 C、H、O、N、P、S
④大量元素有 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg ，
微量元素有 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu （“铁锰碰新木桶”）。
注：无论是大量元素和微量元素均为必需元素。但生物体内的元素不一定都是必需元素。
2.含量：
①组成生物体的化学元素种类大体相同，但含量相差很大。
②在细胞鲜重中，含量最多的元素是 O 。在细胞的干重中，含量最多的元素是 C 。
三、组成细胞的化合物：
1.含量：（1）含量最多的（无机）化合物：水；
（2）含量最多的有机化合物（干重含量最多的化合物）：蛋白质。
3.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有关有机化合物产生特定的颜色反应。
（2）实验步骤
①还原糖的检测和观察
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧↓→↓
→→↓
红色沉淀
观察颜色变化：生成砖℃）（水浴加热一起加）（甲乙两液等量混匀后剂颜色反应：加入斐林试）取液（过滤制备组织样液：制浆织色或近于白色的植物组选材：含糖量较高、白65~50min 2m 1m 2L L 结论：还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有还原糖。 ②脂肪的检测和观察
方法一：花生种子匀浆+ 3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
③蛋白质的检测和观察
结论：
【实验注意事项】
(1)还原糖鉴定实验材料要求
①浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。
②还原糖含量高：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。
(2)斐林试剂与双缩脲试剂的比较
（1）蛋白质主要由 C、H、O、N（P、S）元素组成，有的也含有微量的 Fe、Cu、Mn、I、Zn 等元素。
（2）氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
氨基酸结构通式的表示方法：
结构特点是:每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
（3）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键（-NH-CO-）。
拓展：①失去水分子数＝肽键数＝氨基酸数—肽链数（对于环肽来说，肽键数＝氨基酸数）
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量
③一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，在肽链内部的 R 基中可能也有氨基和羧基。
（4）蛋白质结构多样性的原因是：
蛋白质多样性的根本原因是基因中碱基排列顺序的多样性。
（5）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。
蛋白质的功能有：结构蛋白（如肌肉）、催化作用（如大多数酶）、运输载体（如血红蛋白）、信息传递（如胰岛素）、免疫功能（如抗体）等。
（6）核酸的元素组成有 C、H、O、N 和 P 。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重要作用。
（7）核酸的基本单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。
核酸分DNA 和RNA 两种。
① DNA由两条脱氧核苷酸链构成，五碳糖是脱氧核糖，碱基是A、T、G、C；
② RNA由一条核糖核苷酸链构成，五碳糖是核糖，碱基是A、U、G、C。
（8）实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布
原理：DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。盐酸（8%）能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
（9）生物的遗传物质是核酸。
拓展：因为绝大多数生物均以DNA作为遗传物质，只有 RNA 病毒以 RNA 作为遗传物质，所以说DNA 是主要的遗传物质。
2.糖类、脂质的种类和作用
（10）组成糖类的化学元素有C、H、O 。
（11）糖类是主要的能源物质，分为单糖、二糖和多糖。常见的单糖有葡萄糖、半乳糖、核糖；二糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖；多糖有淀粉、糖原和纤维素。其中葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
（12）植物体内的储能物质是淀粉，人和动物体内的储能物质是糖原（肝糖原和肌糖原）。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。构成它们的基本单位都是葡萄糖。
（13）还原糖有：葡萄糖、果糖、麦芽糖。
核糖、脱氧核糖与纤维素不属于能量糖，所以不能氧化分解为细胞的生命活动提供能量。
（14）多糖中的纤维素是构成植物细胞细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。
（15）组成脂质的元素主要是C、H、O（N、P）。脂质分脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是细胞内良好的储能物质；磷脂是构成生物膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分；固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D 。胆固醇是构成细胞膜的重要成分，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。
（16）性激素属于固醇类物质，而细胞膜主要由磷脂构成，根据相似相溶原理，性激素能够通过自由扩散进入细胞内，与细胞内受体结合，从而调节代谢过程。
（17）脂肪中氧元素含量低，碳和氢元素比例较高，而糖类则相反，同质量的脂肪比淀粉在氧化分解时耗氧多，释放的能量也多。
（18）细胞内三大能源物质的供能顺序为：糖类→脂肪→蛋白质。蛋白质一般不作为能源物质供能。糖类是生物体主要的能源物质，脂肪是生物体的良好储能物质，ATP 是生物体生命活动的直接供能物质，太阳光能是最终的能量来源。
（19）多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子成为单体的多聚体。如组成多糖的单体是单糖，组成蛋白质的单体是氨基酸，组成核酸的单体是核苷酸。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，由许多单体连接成多聚体。所以 C 是构成细胞的基本元素。
