高一生物必修1第2章知識點總結
高一生物必修1第2章知識點總結
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高一生物必修1第2章知識點總結
第二章 組成細胞的分子
§2.1 細胞中的元素和化合物
2.1.1組成細胞的元素可按不同原則進行分類
1、按含量是否超過萬分之一，分為大量元素和微量元素。
大量元素主要是指：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
2、從作用看，C是最基本元素(原因見“生物大分子以碳鏈為骨架)
2.1.2組成細胞的化合物可分為有機化合物和無機化合物
1、組成細胞的化合物分為無機化合物和有機化合物
2、無機化合物包括水和無機鹽，其中水在生物體鮮重中含量最多
3、有機化合物包括糖類、脂質、核酸和蛋白質，其中蛋白質在有機化合物中是含量最多的
說明：上述物質含量均是整體而言的，具體組織細胞中可能存在差異。例如，貯存脂肪的脂肪細胞中含量最多的化合物是脂質，而不是水或蛋白質。
2.1.3檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(具體見實驗部分)
實驗原理：
Ⅰ、還原糖和斐林試劑(現配)在加熱條件下生成磚紅色沉淀。
Ⅱ、脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色;或可被蘇丹Ⅳ染液染成紅色。
Ⅲ、蛋白質和雙縮脲試劑混合發生反應顯紫色。
Ⅳ、碘液和淀粉混合變藍色。
材料、儀器與用具
Ⅰ、蘋果或梨勻漿，馬鈴薯勻漿，花生種子或花生種子勻漿，豆漿或鮮肝提取液。
Ⅱ、雙面刀片，試管，試管夾，試管架，大小燒杯，小量筒，滴管，水浴鍋，載玻片，蓋玻片，毛筆，吸水紙，顯微鏡。
Ⅲ、斐林試劑(甲液：0.1g/mL的NaOH，乙液：0.05g/mL的CuSO4，甲乙液混合后現配現用)，雙縮脲試劑(A液：0.1g/mL的NaOH，B液0.01g/mL的CuSO4，A液和B液順次加入使用)，蘇丹Ⅲ或Ⅳ染液，50%酒精。
§2.2 生命活動的主要承擔者
2.2.1組成蛋白質的氨基酸及其種類
1、組成蛋白質的氨基酸具有相似的結構：
一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)連接在同一個碳原子上
不同的氨基酸具有不同的R基，生物體內的氨基酸主要約20種
Eg：根據人體能否自身合成，氨基酸可分為必需氨基酸和非必需氨基酸。
2.2.2蛋白質是由氨基酸連接而成具有一定空間結構的生物大分子
1、蛋白質的基本單位(或單體)是氨基酸
2、氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵的方式連接成二肽，依次再形成三肽、四肽等多肽……
3、多肽通常呈鏈狀，也叫多肽鏈。一條或多條多肽鏈可折疊盤曲形成具有一定空間結構的有生物活性的蛋白質
說明：
①每條多肽鏈至少含有一個游離氨基和一個游離羧基(至少是因為R基上也可能含有氨基或羧基)
②在一條肽鏈中有：
氨基酸數=肽鍵數+1
③如蛋白質由多條肽鏈構成，則：
氨基酸數=肽鍵數+肽鏈數
(②可看作是③的特例)
Eg:如人胰島素由2條肽鏈構成，含有51個氨基酸，具有49個肽鍵。血紅蛋白由4條肽鏈構成，含有574個氨基酸，具有570個肽鍵。
4、蛋白質的結構具有多樣性，這是因為：構成蛋白質的氨基酸的種類、數目和排列次序可以不同，多肽鏈折疊盤曲形成的空間結構也多種多樣。
2.2.3蛋白質因結構的多樣性而具有多種多樣的功能
1、蛋白質具有多種多樣的功能，是生命活動的主要承擔者。
Eg：
催化作用(有些蛋白質是生物催化劑——酶);
結構功能(角蛋白等屬于結構蛋白);
運輸功能(血紅蛋白可運輸氧氣，屬于運輸蛋白);
調節功能(有些可以調節機體生命活動的激素是蛋白質，如胰島素);
免疫功能(抗體是蛋白質)。
2、蛋白質的生物活性依賴特定的空間結構。
變性會破壞蛋白質的空間結構，從而失去生物活性
Eg：高溫、過酸過堿或重金屬離子等可以使蛋白質的空間結構發生改變，這屬于蛋白質的變性，通常劇烈的變性難以逆轉。
§2.3 遺傳信息的攜帶者(更多詳細內容參見必修二)
2.3.1核酸是遺傳信息的攜帶者
1、核酸可分為兩種：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
注意：單獨存在的病毒含有一種核酸(DNA或RNA)，而細胞同時含有兩種核酸(DNA和RNA)。
2、核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質合成中具有極其重要的作用
2.3.2核酸在細胞中的分布——觀察DNA和RNA在細胞中的分布
實驗原理
Ⅰ、甲基綠和吡啰紅與兩種核酸的親和力不同，RNA結合吡啰紅顯紅色，DNA結合甲基綠顯綠色。
Ⅱ、鹽酸能改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞;同時使染色體中DNA和蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合。
材料、儀器與用具
Ⅰ、人口腔上皮細胞
Ⅱ、燒杯，小燒杯，溫度計，滴管，消毒牙簽，載玻片，蓋玻片，鐵架臺，石棉網，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微鏡
Ⅲ、質量分數0.9%的NaCl溶液，8%的鹽酸，吡啰紅甲基綠染色劑(現配現用)，蒸餾水
實驗結果
細胞核主要呈現綠色，細胞質主要呈現紅色。說明DNA主要位于細胞核(線粒體和葉綠體也有少量DNA)，RNA主要位于細胞質。
2.3.3 核酸的結構——核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
1、構成核酸的基本單位(或單體)是核苷酸
Ⅰ、核苷酸可水解成一分子五碳糖、一分子含氮堿基和一分子磷酸
Ⅱ、核糖核酸的單體是核糖核苷酸，其五碳糖為核糖。依據堿基不同，核糖核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤核糖核苷酸(含堿基A)、鳥嘌呤核糖核苷酸(含堿基G)、胞嘧啶核糖核苷酸(含堿基C)和尿嘧啶核糖核苷酸(含堿基U)。
Ⅲ、脫氧核糖核酸的單體是脫氧核苷酸，其五碳糖為脫氧核糖。依據堿基不同，脫氧核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸(含堿基A)、鳥嘌呤脫氧核苷酸(含堿基G)、胞嘧啶脫氧核苷酸(含堿基C)和胸腺嘧啶脫氧核苷酸(含堿基T)。
2、核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接形成核苷酸鏈
3、RNA通常是單鏈。DNA通常由雙鏈形成雙螺旋結構
§2.4 細胞中的糖類和脂肪
2.4.1糖類是主要的能源物質
1、糖類可分為還原糖和非還原糖;也可依據水解情況分為單糖、二糖和多糖
Eg：葡萄糖、果糖等單糖以及麥芽糖都屬于還原糖。蔗糖和多糖是非還原糖。
Ⅰ、單糖不能再被水解。其中核糖、脫氧核糖和葡萄糖極其重要。只有單糖才能被直接吸收利用
說明：核糖和脫氧核糖參與構成RNA和DNA，葡萄糖是最常利用的呼吸作用底物。
Ⅱ、二糖由兩分子單糖縮合而成，常見的二糖包括乳糖、蔗糖和麥芽糖等
Eg：乳糖=葡萄糖+半乳糖;
蔗糖=葡萄糖+果糖;
麥芽糖=葡萄糖+葡萄糖
Ⅲ、纖維素、淀粉和糖原(肝糖原和肌糖原)等多糖的單體都是葡萄糖
2、糖類是主要的能源物質;纖維素是植物細胞壁的成分，還具有支持、保護作用
2.4.2脂質可分為脂肪、類脂(如磷脂)和固醇等
1、細胞中的脂質包括脂肪、磷脂和固醇
Ⅰ、脂肪是主要的儲能物質(因為單位質量的脂肪氧化分解釋放的能量比糖類多)，還具有保溫、緩沖和減壓等作用
Ⅱ、磷脂是細胞膜和細胞器膜的重要成分
注意：磷脂(含膽堿因而)含有N元素。
Ⅲ、固醇包括膽固醇、性激素和維生素D等
①膽固醇是細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸。
②性激素能促進人和動物生殖器官的發育以及生殖細胞的形成。
③維生素D能促進人和動物腸道對Ca和P的吸收。
2.4.3生物大分子以碳鏈為骨架
1、生物大分子是由單體經縮合而成的多聚體
2、多糖、蛋白質和核酸等生物大分子都是由單體聚合而成的多聚體，每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架。
3、正是由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用，所以碳是生命的核心元素
§2.5 細胞中的無機物
2.5.1沒有水就沒有生命
1、生物體內的水可分為自由水(游離形式存在自由流動)和結合水(與細胞內其他物質結合)
2、自由水的功能和新陳代謝密切相關，代謝強時，自由水/結合水的比值高
Ⅰ、良好的溶劑
Ⅱ、參與重要的生物化學反應
Ⅲ、多細胞生物的絕大多數細胞生存在以水為基礎的液體環境中
Ⅳ、運輸營養物質和代謝廢物
3、結合水是細胞結構的重要組成部分。結合水丟失意味著細胞結構的破壞，可導致細胞死亡
Eg：生長旺盛的植株比種子的自由水含量高，其新陳代謝也更加旺盛;而種子的結合水含量比生長旺盛的植株高，其抗性(抵抗逆境，如干旱等)則更強。
2.5.2無機鹽主要以離子形式存在，對維持機體正常生命活動有重要作用
1、生物體中的無機鹽主要以離子形式存在
2、生物體內無機鹽具有重要的作用：
Ⅰ、參與構成細胞內某些復雜的化合物
Eg：Fe2+參與構成血紅蛋白，Mg2+參與構成葉綠素等。
Ⅱ、維持細胞和生物體的生命活動
Eg：缺Ca會引起肌肉抽搐，血鈣過高會導致肌無力。無機鹽對于維持酸堿平衡(必修三學習)維持滲透壓平衡(必修三學習)等具有重要作用
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