高考生物备考手册：重要知识点梳理（143）

一、细胞中的主要元素

在生物学中，了解细胞的组成元素是理解细胞结构和功能的基础。首先，我们要澄清一个常见的误解：组成活细胞的主要元素中含量最多的是O（氧）元素，而不是C（碳）元素。这是因为水（HO）是细胞中最丰富的化合物之一，而水中氧元素的质量占比最高。因此，在活细胞中，氧元素的质量比是最高的。

然而，当我们考虑细胞干重时，情况就有所不同了。细胞干重是指去除水分后的细胞物质，这时碳元素的质量比最大。这是因为蛋白质、核酸、糖类和脂质等有机分子都含有大量的碳原子。因此，碳元素在细胞干重中占据了主导地位。

二、光合作用与磷元素（P）

光合作用是一个复杂的过程，涉及多种元素的参与，其中磷元素（P）的作用至关重要。磷是构成ATP（腺苷三磷酸）的重要成分，ATP是细胞能量的直接来源。在光合作用过程中，光能被转化为化学能，储存在ATP和NADPH中。磷元素通过参与这些高能化合物的形成，间接影响了光合作用的能量转移过程。

具体来说，磷元素在光合作用的光反应阶段中起着关键作用。光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，通过光合色素吸收光能，将水分解为氧气、质子和电子。这一过程中生成的ATP和NADPH用于后续的暗反应（卡尔文循环），将二氧化碳固定并合成葡萄糖等有机物。

因此，磷元素不仅直接影响了ATP的生成，还对整个光合作用的能量传递起到了至关重要的作用。

三、酶的水解产物

酶是一类具有催化功能的生物大分子，大多数酶是由氨基酸组成的蛋白质。当我们将某种酶进行水解时，最终得到的有机小分子主要是氨基酸。这是因为蛋白质在特定条件下（如酸性或碱性环境、高温或酶的作用下）会分解成其基本单位——氨基酸。

然而，并非所有的酶都是蛋白质。有少部分酶是由RNA构成的，称为核酶。这类酶在水解后会生成核糖核苷酸。核糖核苷酸是RNA的基本组成单位，由一个核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基组成。因此，酶的水解产物取决于其化学本质：蛋白质酶水解后产生氨基酸，而RNA酶水解后则产生核糖核苷酸。

四、激素与酶的区别

激素和酶虽然都参与生物体内的代谢活动，但它们的功能和特性有着显著差异。首先，激素不参与细胞结构的构建，而是作为信号分子调节细胞和器官的功能。激素在发挥作用后会被灭活或降解，以避免持续刺激细胞。例如，胰岛素是一种激素，它在调节血糖水平后会被迅速清除，防止过度降低血糖浓度。

相比之下，酶是高效的催化剂，能够反复使用而不被消耗。酶通过降低化学反应的活化能来加速反应速率，但自身并不发生永久性变化。这意味着酶可以在多次反应中保持活性，直到受到外界条件（如温度、pH值）的影响或被其他机制调控。

此外，激素和酶的新陈代谢方式也不同。激素通常通过血液循环输送到靶细胞，发挥远程调控作用；而酶则主要在细胞内局部发挥作用，促进特定化学反应的发生。

五、酶活性与酶促反应速率的关系

酶促反应速率是指单位时间内底物转化为产物的数量，而酶活性则是指酶催化反应的能力。这两者密切相关但又有所区别。酶促反应速率不仅取决于酶的活性，还受到底物浓度的影响。

具体来说，当底物浓度较低时，酶促反应速率随着底物浓度的增加而线性增长。这是因为在低底物浓度下，酶分子没有达到饱和状态，每个酶分子都能结合更多的底物分子。然而，当底物浓度继续增加到一定程度时，所有酶分子都被底物完全占据，此时即使再增加底物浓度，反应速率也不会显著提高，达到所谓的“饱和点”。

此外，酶活性本身也会受到多种因素的影响，如温度、pH值、抑制剂等。例如，过高的温度会导致酶失活，而适宜的温度则能增强酶的活性；同样，极端的pH值也会破坏酶的空间结构，从而降低其催化效率。

六、二肽的种类

丙氨酸和苯丙氨酸是两种常见的氨基酸，它们可以通过肽键连接形成二肽。根据氨基酸的不同排列组合，可以形成四种不同的二肽：

1. 丙--丙二肽：两个丙氨酸分子通过肽键相连。

2. 丙--苯二肽：一个丙氨酸分子与一个苯丙氨酸分子相连。

3. 苯--苯二肽：两个苯丙氨酸分子通过肽键相连。

4. 苯--丙二肽：一个苯丙氨酸分子与一个丙氨酸分子相连。

需要注意的是，肽键的方向性决定了二肽的具体结构。例如，“丙--苯二肽”和“苯--丙二肽”虽然都由丙氨酸和苯丙氨酸组成，但由于肽键的方向不同，它们是两种不同的分子。

七、甲基绿吡罗红染色原理

甲基绿和吡罗红是两种常用的DNA和RNA特异性染色剂。这两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，因此可以用来区分细胞中的这两种核酸。

- 甲基绿：对DNA有较高的亲和力，能使DNA呈现绿色。这是因为甲基绿分子能够嵌入双链DNA的碱基对之间，改变其光学性质，从而使DNA发出绿色荧光。

- 吡罗红：对RNA有较高的亲和力，能使RNA呈现红色。吡罗红分子较小，容易进入单链RNA内部，与其碱基相互作用，使RNA显现出红色。

利用甲基绿和吡罗红混合染色剂对细胞进行染色，可以清晰地显示DNA和RNA在细胞中的分布情况。通常情况下，细胞核中的DNA呈现绿色，而细胞质中的RNA呈现红色。这种方法广泛应用于细胞生物学研究中，帮助科学家们更好地理解基因表达和调控机制。

通过对上述知识点的详细梳理，我们可以更全面地理解细胞的组成、光合作用、酶的作用以及核酸的特性。这些知识不仅是高考生物考试的重点内容，也是进一步深入学习生物学的基础。希望同学们在复习过程中，能够结合实际例子，加深对这些概念的理解，为即将到来的高考做好充分准备。