第2章细胞的分子组成（知识清单）

第2章细胞的分子组成（知识清单）学习导航站知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避第1节C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子（1个考点+1个易错辨析）考点组成细胞的主要元素★☆☆☆☆第2节蛋白质和核酸是重要的生物大分子（2个考点+2个易错辨析）考点1蛋白质的结构与功能★★★☆☆考点2核酸的结构与功能★★★☆☆☆第3节糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质（2个考点+3个易错辨析）考点1糖类的结构与功能★★★☆☆考点2脂质的结构与功能★★☆☆☆☆考点3检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质★★☆☆☆☆第4节水和无机盐是生命活动的必需物质（1个考点+1个易错辨析）考点1水的存在形式与作用★★☆☆☆考点2无机盐的作用★★☆☆☆☆素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测方法储备库：高频考点，方法归纳

第1节C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子考点1组成细胞的主要元素★☆☆☆☆1.元素的的统一性和特殊性①统一性：组成细胞的元素都可以在地壳中找到，没有一种元素是生物界所特有的，可见生物与环境密不可分，是自然界组成的一部分。②特殊性：生物体细胞中的元素组成与非生物环境的元素组成既相似又有差异。细胞与地壳中元素的分布差异很大，体现了生命的特殊性。2.组成细胞的元素和化合物（1）组成细胞的元素分类细胞内还有多种含量甚微的元素，称为微量元素，如Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等。微量元素的总质量仅占细胞干重的1%左右，且仅出现在某些生物分子中，但不可缺少。例如，碘（I）是构成甲状腺激素的重要元素。缺碘或长期碘摄入量不足会导致地方性甲状腺肿（俗称大脖子病）。（2）存在形式：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在生命物质蛋白质核酸糖类脂质主要元素组成C、H、O、N、SC、H、O、N、PC、H、OC、H、O不同生物细胞中，蛋白质、核酸、脂质、糖类的含量会有差异，这些元素的含量也不完全相同。（3）①鲜细胞中含量最多的化合物是水。最高的元素：O>C>H>N；②干细胞中含量最多的化合物是蛋白质。含量最高的元素：C>O>N>H3.元素以碳链为骨架形成生物分子细胞中的许多生物分子是大分子，一般由小分子组成，如蛋白质由氨基酸组成，多糖由单糖（如葡萄糖）组成。从氨基酸、葡萄糖等生物分子的结构来看，其碳骨架周边连接着不同基团。这些基团都有自己的化学特性，使生物分子具有一定的空间结构，并能进行特定的化学反应。特别提醒1.生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。2.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。3.碳是生命的核心元素。4.细胞是由化学元素和化合物构成的5.多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。6.细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动。易错辨析：元素三误区易错表现正确理解记忆技巧认为生物体内含量很少的元素都是微量元素微量元素：含量少但必需（如Fe、Zn、Cu、Mn、Mo等）；非必需元素：含量少但非必需（如铅、汞等重金属，可能有害）微量少而不可少，铅汞虽少是毒药认为地壳中所有元素都能在生物体内找到细胞中的元素在自然界中均存在，部分地壳元素（如铝、硅）在生物体内几乎不存在元素同源不同比，生物碳多硅难觅认为细胞中元素主要以离子形式存在多以化合物存在，离子形式较少元素大多抱成团，离子孤单守边关第2节蛋白质和核酸是重要的生物大分子考点1蛋白质的结构与功能★★★☆☆1.蛋白质是生命活动的主要承担者（1）含量：组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质，占到干重50%以上。（2）蛋白质功能实例蛋白质的功能动物结缔组织中的胶原蛋白构成生物体结构，支持和保护作用（结构物质）细胞膜上的转运蛋白、血液中的血红蛋白参与水、离子和小分子的运输（运输作用）各种受体蛋白参与细胞间信息的传递和转换（传递信息）细胞中的酶绝大多数是蛋白质催化生物体内的各种化学反应（催化作用）免疫球蛋白（抗体）机体防御系统的重要组成（免疫作用）胰岛素、生长激素等蛋白质调节生命活动（调节作用）2.蛋白质由氨基酸组成（1）组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸还含有S等元素。（2）构成蛋白质的氨基酸结构特点：a.至少含有一个氨基（NH₂）和一个羧基（COOH）；b.有一个氨基（NH₂）和一个羧基（COOH）连接在中心碳原子上；c.侧链（R基）的不同，决定了氨基酸种类的不同；d.氨基酸的结构通式：（3）脱水缩合的过程：氨基酸通过脱水缩合连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（—NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）脱水缩合，形成肽键。两个氨基酸分子通过肽键连接形成二肽。由多个氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物为多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。3.蛋白质结构与功能的统一性在自然状态下，每种蛋白质都具有特定的空间结构，这是由肽链通过折叠等多种形式形成的。蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列。蛋白质的功能与其特定的空间结构紧密相关。eq\x(C、H、O、N等元素)eq\o(→,\s\up7(组成))eq\x(氨基酸)eq\o(→,\s\up11(脱水),\s\do4(缩合))eq\x(多肽链)eq\o(→,\s\up11(一条或数条),\s\do4(盘曲、折叠))eq\x(蛋白质)高温、强酸、强碱等一些物理或化学因素会引起蛋白质空间结构发生变化，导致蛋白质的功能受到影响，甚至完全丧失。体温过高会导致生命危险的原因之一就是某些蛋白质功能的丧失。蛋白质相关计算1.蛋白质的氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系（1）肽键数=脱去水分子数=氨基酸数肽链数（环肽：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数）（2）蛋白质（多肽）相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸个数水的相对分子数（18）×脱水数2．蛋白质中游离氨基或羧基的计算（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＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。（3）环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。易错辨析：蛋白质误区易错表现正确理解记忆技巧认为所有含氨基和羧基的化合物都是氨基酸构成蛋白质的氨基酸必须满足：至少含1个氨基（—NH₂）和1个羧基（—COOH）氨基和羧基连接在同一个碳原子上氨基酸，双基连，同碳相连才算全，β丙氨酸靠边站认为肽链中肽键数=几肽几肽由氨基酸数量决定，与肽键数无关几肽看氨基酸，肽键总比氨基酸少一个考点2核酸的结构与功能★★★☆☆1.核酸的种类和结构组成（1）分类：一类是脱氧核糖核酸（DNA）；另一类是核糖核酸（RNA）。（2）分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。（3）核酸的基本组成单位—核苷酸核苷酸由五碳糖、碱基和磷酸基团组成，根据五碳糖的不同，分为脱氧（核糖）核苷酸和核糖核苷酸。脱氧（核糖）核苷酸构成DNA的基本单位；核糖核苷酸构成RNA的基本单位。DNA和RNA的区别比较项目脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）基基本单位名称脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）结构图组成无机酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、T（胸腺嘧啶）A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、U（尿嘧啶）一般结构两条核苷酸链一条核苷酸链分布主要在细胞核，线粒体、叶绿体也少量含有主要在细胞质相同点含有磷酸基团、五碳糖和碱基2.核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子DNA分子通常是由两条核酸单链上的碱基相互配对结合在一起形成的双链。在DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序蕴含了遗传信息。RNA分子通常是单链，在细胞中参与遗传信息的传递与表达，在蛋白质的合成过程中起着重要作用。部分病毒的遗传信息储存在RNA分子中，如艾滋病病毒、SARS病毒、新型冠状病毒等。易错辨析：核酸五误区易错表现正确理解记忆技巧认为真核生物细胞中只有DNA真核生物细胞一般都有DNA和RNA，但遗传物质都是DNA真核有D也有R，遗传只看D当家认为真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质所有细胞生物（真核、原核）的遗传物质均为DNA，病毒的遗传物质可能是DNA或RNA（如HIV是RNA病毒）细胞DNA是老大，病毒才分D和R认为核酸初步水解产物和彻底水解产物相同核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和碱基初步核苷酸，彻底三件套认为遗传信息只储存在DNA中遗传信息并不只储存在DNA中，少数病毒的遗传信息储存在RNA中信息D主导，病毒R嚣张认为两种核苷酸不同一定是碱基不同两种核苷酸不同，可能是碱基不同，也可能是五碳糖不同，还可能是碱基和五碳糖都不同核苷酸不同，碱基或糖换第3节糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质考点1糖类的结构与功能★★★☆☆1.糖类元素组成和功能（1）元素组成：C、H、O元素（2）分子式：Cn（H2O）m（3）功能：糖类是光合作用的产物，在地球上含量非常丰富，不仅是维持生物体生命活动所需能量的主要来源，也是组成生物体结构的基本原料。2.糖类的分布与分类常见糖类类别分布功能单糖（不能水解的最简单的糖）五碳糖核糖各种细胞中RNA的组成成分脱氧核糖各种细胞中DNA的组成成分六碳糖葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖在各种细胞中；果糖主要分布于植物细胞中；半乳糖主要分布于动物细胞中细胞生命活动的主要能源物质双糖（由两个单糖经脱水缩合而连接在一起的糖类）麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖）植物、发芽的小麦种子中较多都提供能量蔗糖（葡萄糖+果糖）植物、甜菜、甘蔗中较多乳糖（葡萄糖+半乳糖）动物的乳汁中多糖（由许多单子经脱水缩合后连接形成的大分子）淀粉植物的贮藏器官中储能物质纤维素植物细胞壁中支持、保护糖原肝糖原人和动物肝脏细胞中储能、调节血糖平衡肌糖原人和动物肌肉细胞中储存和提供能量易错辨析：糖类五误区易错表现正确理解记忆技巧认为所有糖类都是甜的有甜味的糖：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等；无甜味的糖：纤维素（植物细胞壁成分）、几丁质（昆虫外骨骼）、核糖（RNA成分）等糖不一定甜，纤维素硬如砖，核糖默默搞遗传认为所有糖都能供能能源物质：葡萄糖（直接供能）、糖原（储能）；非能源物质：核糖、脱氧核糖（构成核酸，不供能），纤维素（结构多糖，人体无法消化）核糖脱氧搞遗传，纤维素当墙不发电，葡萄糖才是能量源认为所有单糖和双糖都是还原糖还原糖：所有单糖（如葡萄糖、果糖）、部分双糖（麦芽糖、乳糖）；非还原糖：蔗糖（无游离醛基/酮基）还原糖，醛酮忙，蔗糖偷懒不帮忙认为双糖和多糖可直接吸收单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）：小肠直接吸收；双糖/多糖（蔗糖、淀粉、纤维素）：需消化酶分解成单糖后才能吸收单糖直接进血液，双糖多糖先分解，酶来帮忙切小块认为淀粉、糖原、纤维素结构完全相同构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的数量和连接方式不同葡萄糖，变变变，淀粉糖原能充电，纤维素当钢筋建考点2脂质的结构与功能★★☆☆☆1.脂质元素组成主要是C、H、O，有些还含有N、P。相对于糖类，脂质分子中氧含量低，氢含量高。2.脂质性质脂质通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。3.脂质分类和功能分类组成生理功能脂肪（甘油三酯）（C、H、O）甘油和脂肪酸饱和脂肪酸：长链中碳和碳之间都是以单键（CC）相连不饱和脂肪酸：碳原子之间存在双键（C=C）连接①细胞中储能效率最高的物质；②高等动物和人体内的脂肪还具有减少身体热量散失、维持体温恒定的作用；③保护内脏器官、缓冲和减压的功能。磷脂（两性分子）（C、H、O、N、P）亲水头部：含氮碱基、磷酸、甘油疏水尾部：2个脂肪酸细胞质膜的基本骨架：磷脂双分子层固醇类（C、H、O）胆固醇①构成动物细胞质膜重要成分；②参与血液中脂质的运输；③合成性激素（促进人和动物生殖器官发育、生殖细胞形成以及激发并维持第二性征、维生素D（促进动物肠道对钙和磷的吸收）等物质的原料植物固醇植物细胞的重要结构成分酵母固醇存在于酵母中易错辨析：脂质五误区易错表现正确理解记忆技巧认为脂肪仅存在于动物细胞中动物细胞：脂肪主要储存于脂肪组织（如皮下脂肪）；植物细胞：脂肪存在于种子（如花生、大豆）、果实（如椰子油）中，作为储能物质动植物都有油，种子皮下藏肥肉认为脂质和脂肪是同一种物质脂肪只是脂质的一种，脂质分类：脂肪、磷脂、固醇类脂质三兄弟，脂肪储能忙，磷脂建膜墙，固醇调代谢认为只有磷脂构成细胞膜，或植物细胞膜也有胆固醇动物细胞膜：磷脂+胆固醇（增加膜稳定性）；植物细胞膜：仅有磷脂，无胆固醇（植物靠其他固醇调节）动物膜里胆固醇，植物膜里找不到，磷脂才是真大佬认为脂肪和糖类氧化产能效率相同脂肪中O的含量远远低于糖类，而H的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O2多，产生的H2O多脂肪氢多氧少，燃烧一把火苗高；糖类氧多氢少，供能迅速但不牢认为糖类和脂肪可随意大量互相转化糖类可大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类糖变脂肪容易行，脂肪变糖路难通，植物种子有神通考点3检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质★★☆☆☆营养物质试剂条件现象原理淀粉碘液（棕黄色）变蓝淀粉分子长而卷曲，呈长螺旋状，与碘分子形成的复合物通常显示蓝色葡萄糖等还原性糖班氏试剂（蓝色）水浴加热黄红色沉淀葡萄糖等还原糖中的醛基与班氏试剂中的Cu2+反应脂肪苏丹Ⅳ（猩红色）红色苏丹IV与脂肪有比较强的亲和力，苏丹类染料在脂质中的溶解度大于原来的有机溶剂，染料便从染液中转移到被染的脂质中去，使脂质呈现红色蛋白质双缩脲试剂（蓝色）NaOH、CuSO4先加NaOH、后加CuSO4紫色双缩脉反应是多肽、蛋白质所具有，氨基酸不具有的一种显色反应易错辨析：物质鉴定误区易错表现正确理解记忆技巧认为所有糖都能还原班氏试剂还原糖（能反应）：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等（含游离醛基或酮基）；非还原糖（不反应）：蔗糖（无游离醛基）、淀粉、纤维素（多糖）班氏试剂挑食客，蔗糖淀粉被冷落，单糖麦芽乳糖热认为变性蛋白质不能与双缩脲试剂反应变性破坏的是蛋白质的空间结构（如高温、强酸强碱），但肽键保留，双缩脲试剂检测的是肽键，故变性后仍呈紫色变性毁结构，肽键仍保留，双缩脲试剂照样秀第4节水和无机盐是生命活动的必需物质考点1水的存在形式与作用★★☆☆☆1.水的含量水是细胞中含量最多的化合物（60%95%）。①不同种类生物体含水量不同：水生生物的含水量通常高于陆生生物。②同一个体不同器官的含水量与其生命活动有关，代谢活动高的器官含水量相对较高。③生物体不同发育时期含水量不同：婴儿80%；成年人70%；老年人55%左右。④不同性别含水量也不同：男性含水量高于女性。2.水的理化性质（1）细胞中的物质运输和化学反应提供介质；（2）水的比热容大，能维持细胞温度的相对稳定,有助于细胞生命活动的进行。3.水的存在形式及作用形式自由水（占细胞内全部水分的95.5%）结合水（占细胞内全部水分的4.5%）概念细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动约有4.5%的水与其他分子结合在一起，不能自由流动功能①参与物质运输；②作为化学反应提供介质；③调节新陈代谢；④比热容大（氢键的存在），用于维持体温恒定①维持其他分子的结构和活性起着非常重要的作用；②作为机体组成的一部分，调节植物抗逆性。举例果汁中的水分、汗液中的水分、血液中的水分等休眠的种子中的水分、心肌细胞中结合水占比较多、鸡蛋中的水分等；秋冬植物及自由水比例增加，不易结冰、抗寒。联系自由水/结合水=K，K值越大（自由水含量越高），新陈代谢越旺盛；K值越小，新陈代谢越缓慢；衰老细胞内自由水含量少；结合水含量越高，抗逆性（抗寒、抗旱的能力）越强。考点2无机盐的作用★★☆☆☆1.无机盐存在形式和含量存在形式：生物体内的无机盐大多数以离子状态存在，如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+等阳离子，以及Cl－、SO42－、HCO3－、PO43－等阴离子。含量：无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%1.5%。2.无机盐的生理功能生理功能举例生物体内重要化合物的组成成分①Mg：构成叶绿素的元素。植物生长过程中缺少Mg2+会影响细胞中叶绿素的合成，从而到时叶脉间缺绿，叶片变黄；②Fe：构成血红蛋白分子的必需元素，适量地摄入含铁丰富的食物，可有效预防缺铁性贫血的发生。直接参与机体代谢活动Ca2＋含量：45~55mg/L缺钙：低于此数值会引发肌肉抽搐（抽筋）等症状；调节内环境的稳定①HCO3,HPO42和H2PO4酸碱度平衡；②维持生物体内环境的稳定易错辨析：水和无机盐误区易错表现正确理解记忆技巧认为种子晾晒后会丢失全部自由水晾晒后种子会丢失大部分自由水（减少代谢活动，降低有机物消耗），但仍保留少量结合水（与细胞物质结合，无法完全去除）种子晒干自由跑，结合水仍留怀抱，代谢减缓保营养认为烘干后秸秆剩余的主要是无机盐烘干主要去除自由水和部分结合水，剩余物质主要是有机物（如纤维素、木质素等结构多糖），无机盐占比极少（燃烧后的灰分才是无机盐）秸秆烘干水蒸发，剩下多是纤维素，烧成灰才是无机盐一、基于元素分析的疾病早期诊断技术发展利用先进的质谱技术和元素分析手段，能够检测生物样本中微量元素的含量和形态变化，为疾病的早期诊断提供依据。例如，在癌症研究中，发现某些肿瘤患者体内的微量元素如铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）等的含量和分布与健康人存在显著差异。通过分析这些元素在血液、尿液或组织中的变化规律，有望开发出高灵敏度和特异性的癌症早期诊断标志物。考点预测：这不仅涉及到对微量元素本身的研究，还需要深入了解它们与体内生物大分子（如蛋白质、核酸）的相互作用，这些元素往往通过与生物大分子结合来发挥生理功能或在疾病发生发展过程中产生异常变化。二、蛋白质结构探索历程中的关键事件从19世纪末科学家开始意识到蛋白质是生命活动的重要物质，到20世纪50年代，桑格通过多年研究确定了胰岛素的氨基酸序列，这是蛋白质结构研究的重大突破，让人们认识到蛋白质的功能与其氨基酸序列密切相关。之后，鲍林和科里提出了蛋白质的α螺旋和β折叠结构模型，进一步揭示了蛋白质的二级结构。这些科学史实不仅展示了科学家们对蛋白质结构探索的艰辛历程，也体现了从元素组成（C、H、O、N、S等）到氨基酸连接方式，再到蛋白质空间结构的逐步深入研究过程。考点预测：可结合这些史实考查蛋白质的结构和功能相关知识，以及科学研究方法对知识发现的推动作用。三、营养均衡与元素、化合物摄入的关系随着人们健康意识的提高，营养均衡成为关注焦点。从生物元素和化合物角度来看，不同食物富含不同的营养成分。谷物类食物主要提供糖类，是C、H、O元素的重要来源，为人体提供能量。肉类、豆类富含蛋白质，是C、H、O、N及部分S元素的优质来源，对身体的生长发育和组织修复至关重要。蔬菜和水果则提供丰富的维生素、矿物质（包括多种微量元素）以及膳食纤维（一种多糖）。例如，缺铁会导致缺铁性贫血，因为铁是构成血红蛋白的关键元素，参与氧气运输；缺碘会引发甲状腺疾病，碘是合成甲状腺激素的必需元素。因此，合理搭配食物，确保摄入各种元素和化合物的平衡，是维持身体健康的基础。考点预测：可结合人体营养需求、物质代谢等知识进行考查，判断化合物类型和功能（如蛋白质、核酸、糖类、脂质等），考查对不同化合物元素组成特点的掌握。1．下表是组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%），请据表回答下列问题OSiCNH地壳48.6026.300.0870.030.76细胞65.0极少18.03.010.0（1）组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞所特有的，这一事实说明生物界与非生物界具有_____。A．差异性 B．特异性 C．统一性 D．多样性（2）活细胞中含量最多的化合物是_____。A．蛋白质 B．水 C．核酸 D．葡萄糖（3）由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中的含量相差甚远，这一事实说明生物界与非生物界具有_____。A．一定的联系 B．特异性 C．统一性 D．差异性（4）活细胞中含量最多的有机化合物是_____。A．维生素 B．蛋白质 C．脂肪 D．蔗糖（5）在组成水稻叶肉细胞的各种化学元素和化合物中，最核心的元素是_____。A．H B．C C．N D．O（6）下列关于组成生物体化学元素的叙述，正确的是_____。A．在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量一定最高B．人、动物和植物所含的化学元素种类完全不同C．组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到D．不同的生物体内各种化学元素的含量一样（7）某人患上了地方性甲状腺肿（俗称大脖子病），他缺少的元素最可能是_____。A．Fe B．Mg C．Zn D．I（8）细胞主要由等元素构成，这与细胞的分子组成有关。蛋白质主要由元素构成，糖类主要由元素构成。【答案】（1）C（2）B（3）D（4）B（5）B（6）C（7）D（8）C、H、O、N、P、SC、H、O、NC、H、O【分析】生物界与非生物界的统一性与差异性：统一性：构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。差异性：组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。【详解】（1）组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞所特有的，这一事实说明生物界与非生物界具有统一性，C正确，ABD错误。故选C。（2）活细胞中含量最多的化合物是水，B正确，ACD错误。故选B。（3）由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中的含量相差甚远，这一事实说明生物界与非生物界具有差异性，D正确，ABC错误。故选D。（4）活细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，B正确，ACD错误。故选B。（5）在组成水稻叶肉细胞的各种化学元素和化合物中，最核心的元素是C，B正确，ACD错误。故选B。（6）A、在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中，氧元素的含量均为最高，A错误；B、人、动物和植物所含的化学元素种类基本相同，但是含量差异很大，B错误；C、组成生物体的化学元素最终来源于无机环境，故组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，C正确；D、不同的生物体内各种化学元素的含量相差很大，D错误。故选C。（7）I是甲状腺激素的重要组成成分，缺乏I会造成地方性甲状腺肿，D正确，ABC错误。故选D。（8）细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，这与细胞的分子组成有关。蛋白质主要由C、H、O、N等元素构成，糖类主要由C、H、O元素构成。【解题方法归纳】考查“组成细胞的元素和化合物”1.理解生物界与非生物界的统一性和差异性统一性：生物体中的化学元素在无机自然界中都能找到，没有生物特有的元素。这说明生物与非生物在元素组成上具有统一性。差异性：生物体中元素的含量与地壳（无机自然界）中的含量差异很大。这说明生物与非生物在元素含量上具有差异性。解题关键：题目中如果强调“元素种类相同”，选“统一性”；如果强调“含量不同”，选“差异性”。2.细胞中化合物的含量活细胞中含量最多的化合物：水（约占60%90%）。活细胞中含量最多的有机化合物：蛋白质（约占7%10%）。解题关键：直接记忆细胞中化合物的含量排序（水>蛋白质>脂质>糖类>核酸）。3.核心元素最核心的元素：碳（C），因为碳是构成有机物的骨架，生命是碳基生命。解题关键：记住“碳是生命的核心元素”。4.元素与疾病的关系地方性甲状腺肿：缺碘（I），因为碘是甲状腺激素的组成成分。贫血：缺铁（Fe），因为铁是血红蛋白的组成成分。解题关键：联系常见疾病与缺乏的元素（如缺碘→甲状腺肿，缺铁→贫血，缺钙→骨质疏松等）。5.组成细胞的元素和化合物的元素组成细胞的主要元素：C、H、O、N、P、S（记忆口诀：CHONPS）。蛋白质的元素组成：C、H、O、N（多数蛋白质还含有S）。糖类的元素组成：C、H、O。脂质的元素组成：C、H、O（有些还含有N、P，如磷脂）。核酸的元素组成：C、H、O、N、P。解题关键：分类记忆不同化合物的元素组成。6.排除法在选择题中的应用对于不确定的选项，可以通过排除明显错误的选项来缩小范围。例如：题目（6）中，选项A“碳元素的含量一定最高”错误（氧最高）；选项B“化学元素种类完全不同”错误（种类基本相同）；选项D“各种化学元素的含量一样”错误（含量差异大）；因此只能选C。7.表格数据的分析对比表格中地壳和细胞的元素含量：相同点：元素种类相同（统一性）；不同点：含量差异大（差异性）。解题时注意表格数据的对比。2．肉毒梭菌是致死性最高的病原体之一，可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、火腿、罐头食品等。它能产生神经麻痹毒素——肉毒毒素。肉毒毒素是由两个亚单位（每个亚单位由一条链盘曲、折叠而成）组成的一种生物大分子。下图是肉毒毒素的局部结构简式：（1）肉毒毒素含有的氮元素可以存在于_________中。A．肽键 B．R基 C．氨基 D．羧基（2）一分子肉毒类毒素，至少含有_______个氨基。A．1 B．2 C．3 D．4（3）1mg肉毒毒素可毒死20亿只小鼠。煮沸1min或75℃下加热5~10min，就能使其完全丧失活性。高温可使肉毒毒素失活的主要原理是。（4）下图是肉毒梭菌遗传物质的局部结构，该遗传物质中文名称是。它的遗传物质新冠病毒的遗传物质相比，相同之处是；不同之处是。（编号选填）

①元素组成②五碳糖③磷酸基团④含氮碱基⑤分子结构⑥基本组成单位的连接方式我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡肽，如图是它的结构简式。（5）脑啡肽是，由种氨基酸经（反应）形成的，脱去了个水分子。（6）脑啡肽和肉毒毒素的基本单位一样，该基本单位的结构通式为。但两者功能不同的原因是。【答案】（1）ABC（2）B（3）高温使蛋白质空间结构破坏（4）脱氧核糖核酸①③⑥②④⑤（5）4脱水缩合4（6）氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同【分析】由题意可知，肉毒类毒素由两个亚单位组成，每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成，则其化学本质是蛋白质，所以一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基。新冠病毒结构简单没有细胞结构，且新冠病毒是RNA病毒，因此其可由蛋白质、核糖核酸、多糖等生物大分子组成，肉毒梭菌是原核细胞的遗传物质是DNA，新冠病毒的遗传物质是RNA，两者的相似之处是都含磷酸，都具有相同的元素组成，核苷酸之间通常以磷酸二酯键相连。【详解】（1）A、由题意可知，肉毒类毒素由两个亚单位组成，每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成，则其化学本质是蛋白质，每条肽链又由氨基酸脱水缩合而成，而氨基酸中的氨基和羧基通过脱水缩合形成肽键，故肉毒毒素含有的氮元素可以存在于肽键中，A正确；B、某些R基中也可能含有氮元素，B正确；C、氨基的结构式为NH2，故可存在于氨基中，C正确；D、羧基的结构式为COOH，故不可存在于羧基中，D错误；故选ABC。（2）由题意可知，肉毒类毒素由两个亚单位组成，每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成，每条肽链至少含有2个氨基和2个羧基，所以一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基，故选B。（3）肉毒类毒素是蛋白质，高温条件下空间结构会发生改变，从而变性失活。（4）由图可知，肉毒梭菌遗传物质中含有T，故遗传物质是DNA，中文名称是脱氧核糖核酸。新冠病毒的遗传物质是RNA，两者的相似之处是都含磷酸，都具有相同的元素组成，核苷酸之间通常以磷酸二酯键相连，故相同之处为①③⑥；不同之处是RNA含有核糖和尿嘧啶，DNA含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，且RNA通常是单链，DNA通常是双链结构，即②④⑤。（5）由图可知，组成脑啡肽的基本单位是氨基酸，脑啡肽含有4个肽键、5个R基，是由5个氨基酸脱水缩合形成的五肽，在这个过程中脱去了4分子的水。（6）脑啡肽和肉毒毒素的基本单位一样，该基本单位的结构通式为。但两者功能不同的原因是组成它们的氨基酸数目、种类、排列顺序不同和肽链的空间结构不同。【解题方法归纳】蛋白质与核酸类题目1.氮（N）元素的存在位置蛋白质中的氮元素可以存在于：肽键（—CO—NH—）（氨基酸脱水缩合形成）氨基（—NH₂）（游离的氨基或肽链末端的氨基）R基（某些氨基酸的R基含氮，如赖氨酸的R基含—NH₂）羧基（—COOH）不含氮，排除D选项。解题关键：记住氮元素的分布（肽键、氨基、R基）。2.蛋白质中氨基和羧基的数量每条肽链至少含1个游离氨基和1个游离羧基（位于肽链的两端）。肉毒毒素由2条肽链组成，因此至少含2个氨基和2个羧基。解题关键：肽链数=最少氨基/羧基数。3.蛋白质的变性高温、强酸、强碱、重金属等会使蛋白质空间结构破坏（变性），但肽键不断裂。解题关键：变性≠水解（变性是空间结构改变，水解是肽键断裂）。4.DNAvsRNA的比较相同点：元素组成相同（C、H、O、N、P）；都有磷酸基团（③）；基本单位通过磷酸二酯键连接（⑥）。不同点：五碳糖：DNA含脱氧核糖，RNA含核糖（②）；含氮碱基：DNA含T（胸腺嘧啶），RNA含U（尿嘧啶）（④）；分子结构：DNA通常为双链，RNA通常为单链（⑤）。解题关键：对比记忆DNA和RNA的差异（五碳糖、碱基、结构）。5.多肽与氨基酸氨基酸脱水缩合与肽链计算氨基酸数=肽键数+肽链数（脱去的水分子数=肽键数）。解题关键：氨基酸种类数看R基是否相同；肽键数=氨基酸数肽链数。6.蛋白质功能多样性的原因蛋白质功能不同是由于：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同；肽链的空间结构不同。解题关键：功能多样性由一级结构（序列）和空间结构决定。3．生物科学和有机化学是相辅相成、互相影响、互相推动的两门学科。生物体内的各种大分子如核酸、蛋白质等已经逐渐被揭开了神秘的面纱。图1为组成细胞的有机物及元素，已知A、B、C、D和E为生物大分子，x、y为元素。图2是图1中的A的部分结构，图3为图1中某种生物大分子的部分结构，图4为血红蛋白的结构示意图，请回答下列问题。（1）糖原、核酸和蛋白质的基本单位分别是（

）A．碱基、单糖、氨基酸 B．葡萄糖、碱基、氨基酸C．葡萄糖、核苷酸、氨基酸 D．葡萄糖、核苷酸、乳酸（2）图1中A、B、C、D、E代表几种生物大分子，其中种类、结构、功能最具多样性的是（填字母），从a的角度分析，其多样性的原因是。（3）图1中的元素x、y分别代表的是、，生物大分子D是。（4）下列结构示意图中可参与构成图1中D分子的有（

）A．

B．

C．

D．

（5）图2所示的是图1中A的部分结构，含有个肽键，含有种氨基酸。写出图2中组成该肽链最右侧的氨基酸分子的结构简式为。（6）下列物质中，属于构成人体蛋白质的氨基酸的是（编号选填）①H2NCH2COOH

②H2NCH2CH2OH（7）若图3所示化合物是新冠病毒的遗传物质的部分结构示意图，它的基本组成单位是（填“m”或“n”），各基本单位之间是通过（填“①”“②”或“③”）连接起来的。人的遗传物质与新冠病毒的遗传物质相比，在化学组成上不同的是，人的遗传物质含有和。（8）下列关于生物体内有机物的叙述错误的是（

）A．脂质不参与生命活动的调节 B．蛋白质是生物体主要的能源物质C．核酸是生物体储存遗传信息的物质 D．糖类既是能源物质也是结构成分（9）图4为血红蛋白的结构示意图，图中的代表的元素为（

）A．钙元素 B．铁元素 C．镁元素 D．碘元素【答案】（1）C（2）A氨基酸的种类、数目、排列顺序不同（3）NP脱氧核糖核酸（DNA）（4）B（5）55

（6）①③⑤（7）m②脱氧核糖胸腺嘧啶（T）（8）AB（9）B【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸，蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子；核酸的基本组成单位是核苷酸，核酸是由核苷酸聚合形成的生物大分子；淀粉、纤维素、糖原的基本组成单位都是葡萄糖，是由葡萄糖聚合形成的生物大分子。【详解】（1）蛋白质的基本组成单位是氨基酸，蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子；核酸的基本组成单位是核苷酸，核酸是由核苷酸聚合形成的生物大分子；淀粉、纤维素、糖原的基本组成单位都是葡萄糖，是由葡萄糖聚合形成的生物大分子，C正确，ABD错误。故选C。（2）据图可知，A、B、C、D和E为生物大分子，A是蛋白质，B是多糖，C是核酸，D是DNA，E是RNA，蛋白质的空间结构具有多样性，决定了蛋白质功能的多样性，组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序以及肽链的空间结构不同造成蛋白质结构的不同，故种类、结构、功能最具多样性；核酸的结构多样性主要与核苷酸的排列顺序有关，故种类、结构、功能多样性低于蛋白质；多糖的结构多样性主要与葡萄糖链的空间结构有关，故种类、结构、功能多样性低于蛋白质，即种类、结构、功能最具多样性的是A。a是氨基酸，从a氨基酸的角度分析，蛋白质多样性的原因是不同蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。（3）A、B、C、D和E为生物大分子，B只含C、H、O三种元素，故B为多糖，b为单糖；D主要存在细胞核，E主要存在细胞质，故D为脱氧核糖核酸（DNA），E为核糖核酸（RNA），C为核酸，c为核苷酸，A也是大分子，故A为蛋白质，a为氨基酸，所以x为N元素，y为P元素。（4）AD、D是脱氧核糖核酸（DNA），基本单位是脱氧核苷酸，包括腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸，图中A和D选项是核糖核苷酸，AD错误；B、图B表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是DNA的基本单位，B正确；C、脱氧核糖不能与碱基U结合，C错误。故选B。（5）图2为多肽链，由6个氨基酸脱去5分子水缩合形成，含有5个肽键，6个氨基酸中有5种R基，故氨基酸为5种。据图可知，图2中组成该肽链最右侧的氨基酸分子的R基是CH3，因此该氨基酸的结构简式为：

（6）氨基酸结构特点为每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，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和一个R基，②④没有羧基，①③⑤都是氨基酸。（7）若图3所示化合物是新冠病毒的遗传物质的部分结构图，则图表示核糖核酸结构图，其基本单位为核糖核苷酸，可用图3中m字母表示，核糖核苷酸之间是通过②（3’5’磷酸二酯键）连接起来的。人的遗传物质为脱氧核糖核酸（DNA），在化学组成上不同的是含有脱氧核糖和胸腺嘧啶（T）。（8）A、有的脂质参与生命活动的调节，如性激素（属于固醇类）参与激素调节，A错误；B、生物体主要的能源物质是糖类，B错误；C、核酸是生物体储存遗传信息的物质，DNA是主要的遗传物质，C正确；D、糖类是主要的能源物质，有些糖仅是细胞的构成物质，如细胞壁的成分纤维素，D正确。故选AB。（9）血红蛋白是含铁的蛋白质，图4为血红蛋白的结构示意图，图中的代表的元素为铁元素，B正确，ACD错误。故选B。【解题方法归纳】生物大分子的相关知识，涵盖了蛋白质、核酸、糖类等的组成单位、元素组成、结构多样性及相关物质判断等内容。1.生物大分子基本单位的判断解题关键：明确不同生物大分子对应的基本单位。糖原属于多糖，多糖的基本单位是葡萄糖；核酸的基本单位是核苷酸；蛋白质的基本单位是氨基酸。2.生物大分子多样性的判断及原因分析解题关键：了解不同生物大分子（蛋白质、多糖、核酸）的多样性特点。蛋白质的种类、结构、功能最具多样性。从氨基酸（a）的角度，其多样性原因与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关。3.元素及生物大分子的判断解题关键：依据生物大分子的分布和元素组成来推断。多糖（B）只含C、H、O；DNA（D）主要在细胞核，RNA（E）主要在细胞质，核酸（C）含C、H、O、N、P；蛋白质（A）含C、H、O、N等。4.构成DNA的基本单位判断解题关键：清楚DNA的基本单位是脱氧核苷酸，且其含有的五碳糖是脱氧核糖，碱基包括A、T、C、G。5.肽键和氨基酸种类的计算及结构简式书写解题关键：肽键数=氨基酸数肽链数；氨基酸种类由R基决定。6.构成人体蛋白质的氨基酸判断解题关键：氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基，且二者连接在同一个碳原子上。7.新冠病毒遗传物质相关判断解题关键：新冠病毒的遗传物质是RNA，其基本单位是核糖核苷酸；人体遗传物质是DNA，与RNA在五碳糖和碱基上存在差异。8.生物体内有机物叙述的正误判断解题关键：掌握脂质、蛋白质、核酸、糖类的功能。脂质中的性激素参与调节；糖类是主要能源物质；核酸储存遗传信息；糖类既是能源也是结构成分。9.血红蛋白中元素的判断解题关键：血红蛋白的特征是含有铁元素。4．一份营养丰富且均衡的餐食应包含主食（米饭或面食）、蔬菜、肉类、奶制品和水果等，这些食物能提供人体所需的糖类、脂质、蛋白质等营养物质。表1是某中学食堂贴出的某天的菜谱。表1：套餐类型套餐1套餐2套餐3菜谱咖喱大排饭山药木耳肉丝香菇青菜零卡雪碧腐乳炒饭椒盐鸭翅木耳鸡毛菜番茄冬瓜汤叉烧饭香酥鸭腿酸辣大白菜榨菜鸡蛋汤（1）饱满的大米粒因含淀粉而保留的水分，青菜因饱含水分而倍感新鲜，种子和青菜中的水分分别是____。A．自由水、结合水 B．自由水、自由水C．结合水、结合水 D．结合水、自由水（2）经过一上午的学习，同学们往往会感觉饥饿，但此时机体内的血糖仍维持在相对稳定的水平，这是由于人体细胞中的糖原分解为进入血液，以维持血糖的稳定。以下同学们的午餐中的物质属于糖类的是（编号选填）①咖哩大排饭中的淀粉②香菇青菜中的纤维素③零卡雪碧中的木糖醇（C5H12O5）④香酥鸭腿中的油脂（3）下列各项是有关鸭肉中的脂肪生理功能的描述，正确的是____。A．脂肪可以缓冲外界作用力B．脂肪是热的不良导体，有利于保持体温C．脂肪是最好的储存能量的物质D．脂肪通常是生物体的直接能源物质（4）下列关于鸭腿和番茄内物质的叙述，正确的是____。A．细胞中的无机盐可以参与化合物的形成B．缺少微量元素镁会影响番茄光合作用的进行C．两者细胞内元素的种类和含量都相同D．两者体内的主要化合物都是以碳链为骨架构成良种奶牛，不仅产量高，乳蛋白含量也高。为从产奶量相近的甲、乙两品种中选出乳蛋白含量高的品种，研究人员采样后进行了蛋白质含量测定，实验结果如表2所示。表2：牛品种牛奶样品显色反应配制不同浓度的小牛血清蛋白溶液，制作标准曲线分光光度计吸光值甲1mL加入？试剂0.303乙？0.218（5）根据表2，乙品种牛的牛奶样品应取mL。若样品中含蛋白质，则显色反应中加入的试剂和呈现的颜色分别是。（编号选填）①碘液