第3节 细胞中的糖类和脂质（脂质部分）

（1）脂肪

① 元素组成：$\boldsymbol{\text{C、H、O}}$
② 脂肪是由 $\boldsymbol{\text{甘油和脂肪酸}}$ 发生反应而生成的酯，即 $\boldsymbol{\text{三酰甘油}}$，又称 $\boldsymbol{\text{甘油三酯}}$。
③ 植物脂肪和动物脂肪的区别：植物脂肪大多含不饱和脂肪酸，常温下呈液态；动物脂肪大多含饱和脂肪酸，常温下呈固态。
④ 脂肪的功有：良好的储能物质；保温作用；缓冲和减压，保护内脏器官

（2）磷脂

① 磷脂的元素组成：$\boldsymbol{\text{C、H、O、N、P}}$
② 磷脂的功能：构成细胞膜和细胞器膜等生物膜的重要成分

（3）固醇类物质包括

① 胆固醇的作用有：构成动物细胞膜的重要成分；参与人体血液中脂质的运输；②性激素的作用有：促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征；维生素D的作用是 促进肠道对钙和磷的吸收

长句作答（糖类&脂质）

  1. 葡萄糖是单糖，可直接进入细胞；蔗糖是二糖，需水解为单糖（葡萄糖和果糖）才能被细胞吸收，故不能静脉注射。
  2. 米饭、馒头富含淀粉，淀粉水解为葡萄糖，糖尿病患者血糖调节异常，需定量摄入避免血糖升高。
  3. 不是，如纤维素（植物细胞壁成分，非能源）、核糖/脱氧核糖（构成核酸，非能源）。
  4. 脂肪含H比例高，氧化放能多，但脂肪不溶于水、氧化分解慢且耗氧多；糖类易溶、氧化快（有氧/无氧均能分解），供能更迅速，故为主要能源。
  5. 油料种子含脂肪多，脂肪氧化需大量氧，播种浅利于吸收氧气，满足萌发时的能量需求。
  6. 维生素D促进肠道对钙的吸收，故补钙同时补VD可增强钙吸收效率。

基础判断（脂质&糖类）

  1. $\boldsymbol{\times}$（脂肪不含N、P，磷脂含N、P）
  2. $\boldsymbol{\times}$（耐极端低温细菌的膜脂含不饱和脂肪酸，维持流动性）
  3. $\boldsymbol{\times}$（萌发时脂肪水解，有机物种类增加，如生成脂肪酸、甘油等）
  4. $\boldsymbol{\times}$（胆固醇是小分子，不属于生物大分子）
  5. $\boldsymbol{\times}$（脂肪不是聚合物，无“单体连接”；糖类中仅多糖是单体连接而成）
  6. $\boldsymbol{\checkmark}$（葡萄糖可在脂肪细胞合成甘油三酯）
  7. $\boldsymbol{\times}$（脂质不是生物大分子，如脂肪、磷脂均为小分子）
  8. $\boldsymbol{\times}$（磷脂水解产物含甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱基等，不止甘油和脂肪酸）
  9. $\boldsymbol{\times}$（钙是骨骼主要成分，维生素D促进钙吸收）
  10. $\boldsymbol{\times}$（磷脂含C、H、O、N、P，胆固醇含C、H、O，故磷脂元素种类更多）
  11. $\boldsymbol{\checkmark}$（胆固醇参与血液中脂质运输）

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者

一、蛋白质的基本组成单位：$\boldsymbol{\text{氨基酸}}$

  1. 氨基酸的结构通式：$\boldsymbol{\ce{R-CH(NH2)-COOH}}$
    氨基：$\boldsymbol{\ce{-NH2}}$ 羧基：$\boldsymbol{\ce{-COOH}}$ 氨基酸的元素组成：$\boldsymbol{\text{C、H、O、N（有的含S）}}$
  2. 结构特点：每种氨基酸分子至少含有 $\boldsymbol{\text{一个氨基}}$ 和 $\boldsymbol{\text{一个羧基}}$，并且都有 $\boldsymbol{\text{一个氨基}}$ 和 $\boldsymbol{\text{一个羧基}}$ 连接在 $\boldsymbol{\text{同一个碳原子}}$ 上。这个碳原子还连接一个 $\boldsymbol{\text{H}}$ 和一个 $\boldsymbol{\text{R基}}$。
  3. 组成蛋白质的氨基酸约有 $\boldsymbol{\text{21}}$ 种，$\boldsymbol{\text{R基}}$ 的不同导致氨基酸的种类不同。甘氨酸的R基是 $\boldsymbol{\ce{-H}}$，丙氨酸的R基是 $\boldsymbol{\ce{-CH3}}$。
  4. 分类：
    必需氨基酸是指 人体不能合成，必须从食物中获取的氨基酸；
    非必需氨基酸是指 人体能自身合成的氨基酸；
    在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其 必需氨基酸的种类和含量。

二、蛋白质的结构及其多样性

  1. 形成：许多氨基酸分子通过 $\boldsymbol{\text{脱水缩合}}$（方式）形成肽链。一个氨基酸分子的 $\boldsymbol{\text{氨基（-NH₂）}}$ 与另一个氨基酸分子的 $\boldsymbol{\text{羧基（-COOH）}}$ 参与反应，同时失去一分子水。肽链中连接两个氨基酸分子的化学键叫 $\boldsymbol{\text{肽键（-CO-NH-）}}$。
  2. 蛋白质结构多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸的 $\boldsymbol{\text{种类}}$、$\boldsymbol{\text{数目}}$、$\boldsymbol{\text{排列顺序}}$ 的不同，肽链的 $\boldsymbol{\text{盘曲、折叠方式}}$ 及形成的 $\boldsymbol{\text{空间结构}}$ 不同。

三、蛋白质的功能

  1. 许多蛋白质是构成 $\boldsymbol{\text{细胞和生物体结构}}$ 的重要物质，称为 $\boldsymbol{\text{结构蛋白}}$，如 肌肉蛋白、血红蛋白。
  2. $\boldsymbol{\text{催化}}$ 作用，绝大多数 $\boldsymbol{\text{酶}}$ 是蛋白质；
  3. 有些蛋白质具有运输的功能（如红细胞中的 $\boldsymbol{\text{血红蛋白}}$ 能运输氧气）；
  4. 有些蛋白质起 $\boldsymbol{\text{调节}}$ 的作用，能够 $\boldsymbol{\text{调控}}$ 机体的生命活动，如胰岛素能调节血糖；
  5. 有些蛋白质有 $\boldsymbol{\text{免疫}}$ 功能（如人体内的 $\boldsymbol{\text{抗体}}$ 是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的伤害）。

四、蛋白质的变性、盐析

五、计算

  1. 有20种氨基酸若干，形成含有10个氨基酸的多肽（链状），这样的多肽可以有 $\boldsymbol{20^{10}}$ 种。
  2. 由n个氨基酸形成一条肽链时，脱去 $\boldsymbol{n-1}$ 分子水，形成的多肽含 $\boldsymbol{n-1}$ 个肽键，至少有 $\boldsymbol{1}$ 个游离的羧基和氨基。
  3. 由n个氨基酸形成m条肽链时，脱去 $\boldsymbol{n-m}$ 分子水，形成 $\boldsymbol{n-m}$ 个肽键，至少有 $\boldsymbol{m}$ 个游离的羧基和氨基。如果已知氨基酸的平均分子量为a，这个蛋白质的相对分子质量是 $\boldsymbol{a\cdot n - 18\cdot (n-m)}$（脱水的质量，18为水的分子量）。

六、基础判断

  1. $\boldsymbol{\times}$（蛋白质和DNA空间结构不同，蛋白质空间结构多样，DNA是双螺旋）
  2. $\boldsymbol{\times}$（食物中的蛋白质需水解为氨基酸才能被吸收）
  3. $\boldsymbol{\times}$（细胞外也有蛋白质，如血浆蛋白）
  4. $\boldsymbol{\times}$（多肽链内是肽键，核酸单链内是磷酸二酯键，非肽键）
  5. $\boldsymbol{\checkmark}$（钙调蛋白是蛋白质，合成场所为核糖体）
  6. $\boldsymbol{\times}$（变性是空间结构破坏，肽键未断裂）
  7. $\boldsymbol{\times}$（蛋白质中C元素质量分数高于N，如甘氨酸中C占比更高）
  8. $\boldsymbol{\times}$（胶原蛋白的氮主要存在于肽键，而非氨基）
  9. $\boldsymbol{\times}$（核酸高温变性后降温可复性，蛋白质变性不可逆）
  10. $\boldsymbol{\times}$（沸水使蛋白变性，但肽键未断，仍与双缩脲试剂显色）

第5节 核酸是遗传信息的携带者

一、核酸及核苷酸

  1. 核酸的种类：$\boldsymbol{\text{脱氧核糖核酸（DNA）}}$、$\boldsymbol{\text{核糖核酸（RNA）}}$（写出中文名称及英文缩写）；
  2. 核酸的功能：携带遗传信息，在生物体的遗传、变异和蛋白质合成中起关键作用。
  3. 核酸的基本组成单位：$\boldsymbol{\text{核苷酸}}$
    （1）一分子核苷酸由 $\boldsymbol{\text{一分子磷酸}}$、$\boldsymbol{\text{一分子五碳糖}}$ 和 $\boldsymbol{\text{一分子含氮碱基}}$ 组成。
    （2）碱基A是 $\boldsymbol{\text{腺嘌呤}}$、T是 $\boldsymbol{\text{胸腺嘧啶（DNA特有）}}$、C是 $\boldsymbol{\text{胞嘧啶}}$、G是 $\boldsymbol{\text{鸟嘌呤}}$、U是 $\boldsymbol{\text{尿嘧啶（RNA特有）}}$。
    （3）DNA与RNA的区别：
类别 DNA RNA
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
含有的碱基类型 A、T、C、G A、U、C、G
含有的五碳糖类型 脱氧核糖 核糖

在绝大多数生物体的细胞中，DNA由 $\boldsymbol{\text{两条}}$ 链构成，RNA由 $\boldsymbol{\text{一条}}$ 链构成。
4. 核苷酸、核酸的组成元素：$\boldsymbol{\text{C、H、O、N、P}}$
5. 绝大多数生物的遗传信息储存在 $\boldsymbol{\text{DNA}}$ 中；HIV、SARS等RNA病毒的遗传信息储存在 $\boldsymbol{\text{RNA}}$ 中。
6. $\boldsymbol{\text{核苷酸的排列顺序}}$ 代表遗传信息。DNA具有多样性的原因：核苷酸的排列顺序千变万化；RNA具有多样性的原因：核苷酸排列顺序多样，且单链可折叠形成复杂结构。

二、长句作答

  1. （1）这种缝合线可以被人体组织吸收的原因是 胶原蛋白是蛋白质，可被酶水解为氨基酸，被细胞吸收。
    （2）证明这种缝合线中含有蛋白质的思路是 取样，加入双缩脲试剂，若溶液呈紫色，则含蛋白质。
  2. 不一定，如蛋白质加工（如胰岛素折叠）时空间结构改变，但仍有活性（未变性）。
  3. 尿酸含氮，核酸含氮碱基，痛风患者摄入核酸过多，分解产生更多含氮废物（尿酸），加重病情。

三、基础判断

（1）$\boldsymbol{\times}$（核酸不能直接增强基因修复能力，基因修复是复杂过程）
（2）$\boldsymbol{\checkmark}$（DNA指纹利用个体DNA碱基排列的特异性）
（3）$\boldsymbol{\times}$（蛋白质和DNA空间结构不同，合成时模板不同：蛋白模板是mRNA，DNA模板是DNA）
（4）$\boldsymbol{\times}$（人体细胞遗传信息储存在DNA中，RNA是传递/转运工具）
（5）$\boldsymbol{\times}$（线粒体DNA位于线粒体基质中，编码部分呼吸酶）

第三章 细胞的基本结构 第一节 细胞膜—系统的边界

一、细胞壁

  1. 植物细胞壁的主要成分：$\boldsymbol{\text{纤维素和果胶}}$；2. 特点：$\boldsymbol{\text{全透性}}$；3. 功能：$\boldsymbol{\text{支持和保护细胞}}$

二、细胞膜

  1. 细胞膜的制备
    （1）选材：$\boldsymbol{\text{哺乳动物成熟的红细胞}}$，原因是 无细胞核和众多细胞器，易获得纯净细胞膜。
    （2）将细胞放在清水中制备细胞膜的原理是：红细胞渗透吸水涨破。
    （3）如果给试管中的人红细胞稀释液中加入蒸馏水，细胞破裂后，还需用 $\boldsymbol{\text{离心}}$ 方法才能获得较纯的细胞膜。

  2. 细胞膜成分：主要是 $\boldsymbol{\text{脂质和蛋白质}}$，还有少量的 $\boldsymbol{\text{糖类}}$。其中组成细胞膜的脂质中主要是 $\boldsymbol{\text{磷脂}}$，动物细胞膜还有少量 $\boldsymbol{\text{胆固醇}}$。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 $\boldsymbol{\text{种类}}$ 和 $\boldsymbol{\text{数量}}$ 越多。

  3. 生物膜的探索历程
    ①19世纪末，欧文顿发现 溶于脂质的物质更易通过细胞膜，推测膜含脂质。
    ②1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此推断 细胞膜由两层脂质分子构成。
    ③1935年，丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜除含脂质外，可能还附有 $\boldsymbol{\text{蛋白质}}$（蛋白质表面张力低）。
    ④1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的 暗—亮—暗 三层结构，并大胆地提出所有的生物膜都是由 蛋白质—脂质—蛋白质 的统一结构。
    ⑤1970年，科学家用 $\boldsymbol{\text{荧光}}$ 标记的小鼠细胞和人细胞的蛋白质进行融合实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有 $\boldsymbol{\text{流动性}}$。
    ⑥1972年，桑格和尼克森提出的 $\boldsymbol{\text{流动镶嵌模型}}$ 被大多数人所接受。

  4. 生物流动镶嵌模型的主要内容：
    ① 细胞膜的主要成分是 $\boldsymbol{\text{脂质和蛋白质}}$；
    ② $\boldsymbol{\text{磷脂双分子层}}$ 构成了膜的基本支架。蛋白质以不同方式 $\boldsymbol{\text{镶嵌、贯穿、覆盖}}$ 在磷脂双分子层中，有的蛋白质 $\boldsymbol{\text{镶}}$ 在磷脂双分子表面，有的 $\boldsymbol{\text{部分或全部嵌入}}$ 磷脂双分子层中，有的 $\boldsymbol{\text{贯穿}}$ 整个磷脂双分子层。
    ③ $\boldsymbol{\text{磷脂分子}}$ 可以流动，$\boldsymbol{\text{大多数蛋白质分子}}$ 可以运动，因此膜具有 $\boldsymbol{\text{流动性}}$。

  5. 细胞膜的 $\boldsymbol{\text{外}}$ 表面还有糖类分子，与蛋白质结合形成 $\boldsymbol{\text{糖蛋白}}$，或与脂质结合形成 $\boldsymbol{\text{糖脂}}$，这些糖类分子叫做 $\boldsymbol{\text{糖被}}$。糖被与细胞表面的识别、细胞间的 $\boldsymbol{\text{信息交流}}$ 等功能有密切联系。

  6. 细胞膜的功能 ① $\boldsymbol{\text{将细胞与外界环境分隔开}}$；② $\boldsymbol{\text{控制物质进出细胞}}$；③ $\boldsymbol{\text{进行细胞间的信息交流}}$。

  7. 细胞间信息交流的方式：
    ①通过细胞分泌的 $\boldsymbol{\text{激素（如胰岛素）}}$ 间接传递信息；
    ②通过相邻两细胞的 $\boldsymbol{\text{细胞膜直接接触}}$ 传递信息（如精子和卵细胞识别）；
    ③通过相邻两细胞间形成 $\boldsymbol{\text{胞间连丝}}$ 进行信息交流（植物细胞）。

  8. “染色排除法”的原理：活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能进入；死细胞的细胞膜失去选择透过性，被染色。

  9. 用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。原因：胰岛B细胞除细胞膜外，还有细胞器膜和核膜，这些膜也含脂质，故总脂质面积更大。

  10. 球形脂质体：在a处（磷脂头部，亲水端）可以嵌入 $\boldsymbol{\text{亲水}}$ 性药物，在b处（磷脂尾部，疏水端）可以嵌入 $\boldsymbol{\text{疏水}}$ 性药物。

三、基础判断

（1）$\boldsymbol{\checkmark}$（细胞膜都含脂质和蛋白质）
（2）$\boldsymbol{\times}$（植物细胞膜不含纤维素，纤维素是细胞壁成分）
（3）$\boldsymbol{\checkmark}$（胆固醇调节动物细胞膜流动性）
（4）$\boldsymbol{\times}$（变形虫胞吞依赖膜蛋白参与识别和运动）
（5）$\boldsymbol{\checkmark}$（囊泡与细胞膜融合依赖流动性）
（6）$\boldsymbol{\times}$（膜的流动性使膜蛋白分布不对称，而非均匀分散）