高中生物之細胞的分子組成與結(jié)構(gòu)基本知識點

高中生物之細胞的分子組成與結(jié)構(gòu)基本知識點

1.蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)和功能

（1）蛋白質(zhì)主要由C、H、0、N4種元素組成，很多蛋白質(zhì)

還含P、S元素，有的也含有微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等

元素。

（2）氨基酸結(jié)構(gòu)通式的表示方法

結(jié)構(gòu)特點是：每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個竣

基，并且都有一個氨基和一個竣基連接再同一個碳原子上，

這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團。

（3）連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做肽鍵?；瘜W式表示

為一NH—C0一

拓展：

①失去水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)（對于環(huán)肽來

說，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)）

②蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸平均相對分子質(zhì)量義氨基

酸數(shù)量一失去水分子數(shù)X水的相對分子質(zhì)量

③一個肽鏈中至少有一個游離的氨基和一個游離的竣基，在

肽鏈內(nèi)部的R基中可能也有氨基和竣基。

（4）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因是：組成不同蛋白質(zhì)的氨基

酸數(shù)量不同，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順

序千變?nèi)f化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千

差萬別。蛋白質(zhì)多樣性的根本原因是基因中堿基排列順序的

多樣性。

（5）有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體的結(jié)構(gòu)成分，如結(jié)構(gòu)

蛋白；有些蛋白質(zhì)具有催化作用，如胃蛋白酶；有些蛋白質(zhì)

具有運輸載體的功能，如血紅蛋白；有些蛋白質(zhì)起信息傳遞

作用，能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動，如胰島素；有些蛋白質(zhì)具

有免疫功能，如抗體。

（6）核酸的元素組成有C、H、0、N和P。核酸是細胞內(nèi)攜

帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物

合成中具有重要作用。

（7）核酸的基本單位是核甘酸，一個核甘酸是由一分子含

氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。

（8）DNA中的五碳糖是脫氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖;

DNA中含有的堿基是腺喋吟、鳥喋吟、胞喀咤和胸腺喀咤，

而RNA中含有的堿基是腺喋吟、鳥喋吟、胞喀咤和尿喀咤；

DNA中含有兩條脫氧核甘酸鏈，而RNA中只含有一條核糖核

甘酸鏈。

（9）生物的遺傳物質(zhì)是核酸。

拓展：

①因為絕大多數(shù)生物均以DNA作為遺傳物質(zhì)，只有RNA病

毒以RNA作為遺傳物質(zhì)，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)？

②真核生物、原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNAo

③DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA,RNA病毒的遺傳物質(zhì)是

RNAo

④真核生物細胞中含有的RNA不是遺傳物質(zhì)，DNA是遺傳物

質(zhì)。

⑤細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNAo

2.糖類、脂質(zhì)的種類和作用

（10）組成糖類的化學元素有C、H、Oo

（11）葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì)；核糖

是核糖核甘酸的組成成分；脫氧核糖是脫氧核甘酸的組成成

分。

（12）糖類的主要作用是主要的能源物質(zhì)。

（13）植物細胞特有的單糖是果糖，特有的二糖是麥芽糖、

蔗糖，特有的多糖是淀粉和纖維；動物細胞所特有的二糖是

乳糖，特有的多糖是糖元。

（14）組成脂質(zhì)的元素主要是C、H、0,有些脂質(zhì)還含有P

和No

（15）脂肪是細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)，此外還是一種很好的

絕熱體，分布在內(nèi)臟器官周圍的脂肪還具有緩沖和減壓的作

用，可以保護內(nèi)臟器官。磷脂作用是構(gòu)成細胞膜和多種細胞

器膜的重要成分。

（16）固醇類包括膽固醇、性激素和維生素D。

（17）組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。

(18)因為等量的脂肪氧化分解比糖類釋放的能量多，所以

說脂肪是動物細胞中良好的儲能物

3.水和無機鹽的作用

(19)細胞鮮重中含量最多的化合物是水，細胞干重中含量

最多的化合物是蛋白質(zhì)。

(20)結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。自由水是細胞內(nèi)

的良好溶劑；細胞內(nèi)的許多生物化學反應需要水參與；多細

胞生物體內(nèi)的絕大多數(shù)細胞，必須浸潤在以水為基礎的液體

環(huán)境中；水在生物體內(nèi)的流動，可以運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢

物。

(21)結(jié)合水/自由水的比值變小有利于適應代謝活動的增

強。

拓展：

①種子成熟過程中結(jié)合水/自由水的比值變大，萌發(fā)過程中結(jié)

合水/自由水的比值變小。

②自由水和結(jié)合水的比值大小決定了細胞或生物體的代謝

強度，比值越大代謝越強，反之代謝越弱，一般二者比值越

大，抗性越差，比值越小，抗性越強。

(22)許多種無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有重

要作用；無機鹽離子必須保持一定的量，對維持細胞的酸堿

平衡非常重要。拓展：ATP、核甘酸等物質(zhì)的合成需要磷酸。

(23)組成細胞最基本元素是C,基本元素是C、H、0、N,

主要元素是C、H、0、N、P、S,大量元素有C、H、0、N、

P、S、K、Ca、Mg,微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo。

(24)活細胞中的這些化合物，含量和比例處于不斷變化之

中，但又保持相對穩(wěn)定，以保證細胞生命活動的正常進行。

細胞的結(jié)構(gòu)和功能

L細胞學說的建立過程

(1)細胞學說的創(chuàng)始人是施萊登和施旺。

(2)細胞學說的要點是：細胞是一個有機體，一切動植物

都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成；細胞是一

個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共

同組成的整體的生命起作用；新細胞可從老細胞中產(chǎn)生。

(3)細胞學說的創(chuàng)立對生物的進化的重要意義是：它揭示

了任何動植物均是由細胞構(gòu)成的，從而說明動植物之間具有

一定的親緣關系，生物之間的親緣關系對揭示生物進化具有

重要價值。

2.多種多樣的細胞

(4)自然界的生命系統(tǒng)包括的層次有：細胞、組織、器官、

系統(tǒng)、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈。

(5)植物的生命系統(tǒng)層次中沒有“系統(tǒng)”這個層次。

(6)原核細胞(如細菌、藍藻等)與真核細胞(如酵母菌、

動物細胞、植物細胞）的本質(zhì)區(qū)別是有無以核膜為界限的細

胞核。

拓展：

①原核細胞除核糖體外，無其他細胞器。原核生物如細菌的

細胞壁主要成分是由糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合而成的化合物。

②原核生物的遺傳不符合孟德爾遺傳規(guī)律；真核生物在有性

生殖過程中，核基因的遺傳符合孟德爾遺傳規(guī)律。

③自然條件下，原核生物的可遺傳變異的類型只有基因突

變；真核生物的可遺傳變異的類型有基因突變、基因重組、

染色體變異。

④原核細胞如細菌主要以二分裂的方式進行分裂；真核細胞

的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。

（7）病毒不能獨立生活，病毒的代謝和繁殖過程只能在宿

主的活細胞中進行。

拓展：

①病毒在生物分類上是既不屬于原核生物，也不屬于真核生

物。

②組成每種病毒核酸的基本單位是四種脫氧核甘酸，或是四

種核糖核甘酸。

③病毒的培養(yǎng)不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)，因為病毒的繁殖必須

在宿主的活細胞中進行。

3.細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

（8）用哺乳動物成熟的紅細胞做實驗材料能分離得到純凈

的細胞膜。把細胞放在清水里，水會進入細胞，把細胞漲破,

細胞內(nèi)的物質(zhì)流出來，這樣就可以得到純凈的細胞膜。

（9）細胞膜的主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還有少量的糖類。

拓展：

①行使細胞膜控制物質(zhì)進出功能的物質(zhì)是載體。

②細胞膜與其他生物膜的化學組成大致相同，但是在不同的

生物膜中，化學物質(zhì)的含量有差別，例如，細胞膜上糖類的

含量相對與細胞器膜要多。

（10）細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是流動性，功能特性是選擇透過性。

（11）在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類

結(jié)合而成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細胞表面的識別有密

切關系。消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白有保護和潤

滑作用。

（12）植物細胞壁的化學成分主要是纖維素和果膠。

拓展：

①細菌細胞壁的成分是糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合而成的化合物。

②常用纖維素酶和果膠酶除去植物細胞壁。

4.主要細胞器的結(jié)構(gòu)和功能

（13）比較葉綠體、線粒體在成分、結(jié)構(gòu)、功能、遺傳物質(zhì)

等方面的區(qū)別。

（14）線粒體內(nèi)與有氧呼吸有關的酶分布在線粒體的內(nèi)膜和

基質(zhì)中。

拓展：

①線粒體內(nèi)的DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體。

②線粒體是細胞內(nèi)進行有氧呼吸的主要場所，有氧呼吸的第

一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。

③進行有氧呼吸的細胞不一定要有線粒體，例如進行有氧呼

吸的細菌。硝化細菌、大腸桿菌

（15）與光合作用有關的酶分布在葉綠體內(nèi)的類囊體的薄膜

上和葉綠體基質(zhì)中。與光合作用有關的色素分布在葉綠體內(nèi)

的類囊體的薄膜上。

拓展：

①葉綠體內(nèi)的DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體。

②葉綠體是真核細胞內(nèi)進行光合作用的唯一場所。

③進行光合作用的細胞不一定有葉綠體，例如藍藻屬于原核

生物，能進行光合作用，但沒有葉綠體。

（16）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工，以及脂質(zhì)合成的

“車間”。

（17）核糖體有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，有的游離分布在細胞質(zhì)

中，是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”。

拓展：

①核糖體的功能受到生長激素的調(diào)節(jié)。

②游離核糖體合成的蛋白質(zhì)主要是胞內(nèi)蛋白，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

上的核糖體合成的主要是胞外蛋白（分泌蛋白）。

（18）高爾基體主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分

類和包裝的“車間”和“發(fā)送站”。動物細胞的高爾基體主

要與分泌蛋白的加工、轉(zhuǎn)運有關，植物細胞的高爾基體與細

胞壁的合成有關。

（19）中心體存在于動物和某些低等植物的細胞中，與細胞

的有絲分裂有關。

（20）液泡由液泡膜和膜內(nèi)的細胞液構(gòu)成，細胞液中含有糖

類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)。

拓展：

①液泡內(nèi)的色素有花青素，細胞液呈酸性則偏紅，細胞液呈

堿性則偏藍，從而影響植物的花色。

②液泡內(nèi)的色素與葉綠體色素成分和功能均不相同。

（21）注意從以下幾個方面對細胞器進行正確分類

①具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器有：葉綠體、線粒體。具有雙層

膜結(jié)構(gòu)的細胞結(jié)構(gòu)有葉綠體、線粒體和核膜。

②具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、

液泡。

具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、

液泡和細胞膜。

③不具備膜結(jié)構(gòu)的細胞器有核糖體和中心體。

④能產(chǎn)生水的細胞器有線粒體、核糖體。（此外還有葉綠體

和高爾基體，可不作要求）

⑤與堿基互補配對有關的細胞器有核糖體、葉綠體、線粒體。

⑥含有DNA的細胞器有葉綠體和線粒體。

⑦含有RNA的細胞結(jié)構(gòu)有葉綠體、線粒體和核糖體。

⑧與細胞的能量轉(zhuǎn)換有關的細胞器有線粒體、葉綠體。

（22）分泌蛋白最初是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中由氨基酸形成

肽鏈，肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行初步的加工后，進入高爾基體經(jīng)

過進一步的加工形成分泌小泡與細胞膜融合，分泌到細胞

外。

拓展：

【內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以囊泡的形式將蛋白質(zhì)運送到高爾基體，囊泡與高

爾基體膜融合導致高爾基體膜面積增加；被進一步修飾加工

的蛋白質(zhì)，再以囊泡的形式從高爾基體運送到細胞膜，又導

致高爾基體膜面積減少因此內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的面積逐步減少，細胞膜

的面積逐漸增加，高爾基體的面積不變】

（23）構(gòu)成細胞內(nèi)生物膜系統(tǒng)的膜結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、

線粒體、葉綠體、溶酶體等細胞器膜和細胞膜、核膜。

5.細胞核的結(jié)構(gòu)和功能

（24）細胞核包括核膜、染色質(zhì)、核仁、核孔。

（25）核膜上的核孔的功能是實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換

和信息交流。細胞核內(nèi)的核仁與某種RNA（rRNA）的合成以

及核糖體的形成有關。

(26)細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。

(27)染色質(zhì)、染色體的化學組成是DNA和蛋白質(zhì)。染色質(zhì)

和染色體是同一物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。

細胞代謝

L物質(zhì)進出細胞的方式

(1)一個典型的滲透裝置必須具備的條件是具有一層半透

膜。

(2)植物細胞內(nèi)原生質(zhì)層可以看作是半透膜，動物細胞的

細胞膜可以看作是半透膜，所以都可以發(fā)生滲透吸水。

(3)細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)

層。原生質(zhì)體是指植物細胞除去細胞壁以后的結(jié)構(gòu)。

(4)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞接凶杂蓴U散，例如氧和二氧化碳

進出細胞膜；協(xié)助擴散，例如葡萄糖穿過紅細胞的細胞膜；

主動運輸，例如Na+、K+穿過細胞膜。

(5)自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸?shù)膮^(qū)別如下：

自曲散協(xié)助擴散主動運輸

運輸順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度

方1可高濃度一低濃度高濃度一低低濃度一高

濃度濃度

載體不需要需要需要

能量不消耗不消耗消耗

舉例。2、CO2、出0、N2葡萄糖進入Na\K+、Ca2+

甘油、乙醇、苯、尿紅細胞寸…J,

素小腸吸收葡

萄糖、氨基酸

拓展：

①溶液中的溶質(zhì)或氣體可發(fā)生自由擴散，溶液中的溶劑發(fā)生

滲透作用；滲透作用必須具備兩個條件：一是具有半透膜，

二是半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。

（6）細胞通過胞吞攝取大分子，通過胞吐排出大分子。

酶與ATP

L酶在代謝中的作用

（1）酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機物，其中絕大

多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。

（2）酶的生理作用是催化。酶具有高效性、專一性，酶的

作用條件較溫和。

拓展：

①同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催

化效率更高。

②過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使

酶永久失活。在低溫，如0℃左右時，酶的活性很低，但酶

的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。

2.ATP在能量代謝中的作用

（3）ATP的結(jié)構(gòu)簡式是A—P?P?P,其A代表腺首，T是

三的意思，P代表磷酸基團。

（4）ATP和ADP的轉(zhuǎn)化

注意：①酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶；

②能量來源不同：ATP水解釋放的能量，來自高能磷酸鍵的

化學能，并用于生命活動；合成ATP的能量來自呼吸作用或

光合作用。

③