第一章细胞的分子组成重难点.docx
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第一章细胞的分子组成重难点
浙科版生物必修一
第一章<细胞的分子组成>重难点
第一章课文目录
第一节分子和离子
第二节无机物
第三节有机化合物及生物大分子
【知识梳理】
第一节分子和离子
1、构成细胞的主要元素是C、H、O、N等。
2、C是构成细胞的最基本元素。
O是细胞内含量最多的元素。
第二节无机物
1、无机化合物有水和无机盐;有机化合有糖类、脂质、蛋白质和核酸;
2、细胞中含量最多的化合物是水;细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。
3、水在细胞中的存在形式分为自由水和结合水
结合水:
与细胞内其它物质结合, 是细胞结构的组成成分自由水:
(占大多数)以游离形式存在,可以自由流动。
(幼嫩植物、代谢旺盛细胞含量高)
4、新陈代谢越旺盛,自由水的含量会升高。
5、自由水的生理功能:
①良好的溶剂 ②运送营养物质和代谢的废物③调节体温④参与生化反应过程⑤为多细胞生物的绝大多数提供液体环境
6、无机盐在细胞中多数以离子形式存在,少数以化合物形式存在。
7、无机盐的作用:
①维持细胞和生物体的酸碱平衡;
②维持细胞和生物体的生命活动,如血液中缺Ca会发生抽搐现象。
③构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分。
如Mg是构成叶绿素的组成成分,Fe是血红蛋白主要成分,Ca是动物和人体骨骼及牙齿中的重要成分。
第三节有机化合物及生物大分子
1、糖类
(1)糖类由 C、H、O三种元素组成 ,结构单元是单糖,是主要能源物质。
(2)种类:
①单糖:
葡萄糖(重要能源)、果糖、核糖&脱氧核糖(构成核酸)、半乳糖
②二糖:
蔗糖、麦芽糖(植物); 乳糖(动物)
③多糖:
淀粉、纤维素(植物); 糖元(动物)
2、脂质
(1)脂质由C、H、O构成,有些含有N、P。
(2)分类①油脂:
储能、维持体温
②磷脂:
构成膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)结构的重要成分③植物蜡:
对植物细胞起保护作用
④胆固醇:
是人体所必需的,可参与血液中脂质的运输。
3、蛋白质
1)、氨基酸是组成蛋白质的基本单位
(1)在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种
(2)组成元素:
主要是C、H、O、N等元素组成,有些还含有P、S等元素
(3)氨基酸分子的结构通式:
R
|
NH2-C-COOH
|
H
(4)氨基酸分子结构特点:
每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上.
2)、氨基酸缩合形成蛋白质:
(1)形成方式:
脱水缩合,形成的化学键叫做肽键,表示为—CO—NH—。
3)、关于氨基酸缩合反应的计算:
脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数
(1)n个氨基酸形成一条肽链时,脱掉n-1分子水,形成n-1个肽链,至少有-COOH和-NH2各1个
(2)若n个氨基酸形成m条肽链则脱掉n-m分子水,形成n-m个肽链,至少有-COOH和-NH2各m(3)若每个氨基酸的相对分子质量为100,则
(2)中形成蛋白质的相对分子质量表示为100n-18(n-m)。
4)、蛋白质分子结构的层次由小到大依次为:
氨基酸<多肽链<蛋白质
5)、蛋白质种类多样的原因:
(1)氨基酸的种类不同
(2)氨基酸数目成百上千
(3)、氨基酸排列顺序千变万化
(4)肽链空间结构千差万别
6)、蛋白质及相应作用
(1)细胞和生物体的结构物质;如:
肌球蛋白、肌动蛋白等
(2)具有重要的催化功能;如:
绝大多数的酶
(3)具有运输功能;如:
血红蛋白
(4)具有调节功能;如:
胰岛素、生长激素等
(5)具有免疫功能;如:
抗体
蛋白质是生命活动的主要承担者。
7).实验:
糖类、脂肪和蛋白质的鉴定。
(1)鉴定所用的试剂及相应的颜色反应
可溶性的还原性糖+本尼迪特试剂→生成红黄色沉淀
脂肪+苏丹III→染成橘黄色脂肪+苏丹IV→染成红色蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应
(2)实验选材:
还原性糖鉴定:
含量高、色浅。
如:
白梨汁和白萝卜等
脂肪鉴定:
含量高。
如:
花生种子、蚕豆种子等蛋白质鉴定:
含量高。
如:
蛋清液等
4、核酸
(1)元素组成:
核酸由C、H、O、N、P等元素组成。
(2)分布:
真核细胞的DNA主要分布在细胞质中,还有少量分部在叶绿体、线粒体。
RNA主要分布在细胞质中。
(3)分类:
核酸分为核糖核酸(RNA)和脱核糖核酸(DNA)
【重要知识点提炼】
1.蛋白质的基本组成单位的结构通式是怎样的?
结构特点是什么?
(必修1P12)
蛋白质的基本组成单位——氨基酸。
约有20种。
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2.氨基酸是以什么方式连接的?
它们之间形成的化学键叫什么?
如何表示?
(必修1P12)
两个氨基酸形成二肽的缩合反应:
R1R2R1R2
||酶||
NH2—C—COOH+NH2—C—COOHNH2—C—CO—NH—C—COOH+H2O
||||
HHHH
氨基酸分子通过脱水缩合形成肽,连接两个氨基酸分子的键叫肽键(—NH—CO—)。
氨基酸形成蛋白质的过程:
氨基酸→二肽→三肽…→多肽→蛋白质
3.n个氨基酸形成1条肽链时,脱掉几个分子H2O?
形成几个肽键?
如果n个氨基酸形成m条肽链呢?
n个氨基酸形成1条肽链时,脱掉n-1个H2O,形成n-1个肽键。
同理,n个氨基酸形成m条肽链,脱掉n-m个H2O,形成n-m个肽键。
肽键数=脱去的水分子数=蛋白质中氨基酸总数—肽链条数
4.蛋白质的分子结构具有多种多样的原因是什么?
(必修1P13)
氨基酸的种类和数目不同、排列顺序千变万化;空间结构千差万别。
5.举例说明蛋白质的功能。
①构成细胞和生物体;②运输作用:
如血红蛋白、载体。
③催化作用:
如绝大多数的酶都是蛋白质。
④调节作用:
如蛋白质激素中的胰岛素。
⑤免疫作用:
如抗体是蛋白质。
总之,蛋白质是生命活动的主要承担者
6.生物体内核酸的种类和遗传物质的种类。
核酸种类
遗传物质
原核生物
2种(DNA和RNA)
是DNA
真核生物
2种(DNA和RNA)
是DNA
病毒
DNA病毒
只有一种核酸是DNA(如:
噬菌体)
是DNA
RNA病毒
只有一种核酸是RNA(如:
烟草花叶病毒、HIV病毒、SRAS病毒)
是RNA
7.生物大分子(多糖、蛋白质、核酸)、脂质等有机物以碳链为骨架(必修1P7)
8.组成生物体的主要化学元素的种类是:
(必修1P6)
细胞中常见的化学元素有20多种。
分为大量元素和微量元素。
9.组成生物体的主要化学元素的重要作用是什么?
C是构成细胞的基本元素,Fe构成血红蛋白,Mg是合成叶绿素的必需元素。
10.核酸的种类及基本单位是什么?
(必修1P16)
遗传信息的携带者——核酸,核酸的基本单位——核苷酸。
种类
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
组成单位
脱氧核苷酸(4种)
核糖核苷酸(4种)
核苷酸
组成
碱基
T、A、G、C
U、A、G、C
五碳糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
磷酸
分布
细胞核、线粒体、叶绿体
细胞质
空间结构
双螺旋结构
单链结构
功能
决定生物的遗传和变异
参与蛋白质的合成
显色反应
遇甲基绿呈绿色
遇吡罗红呈红色
11.糖类的种类与作用:
(必修1P8)
单糖:
五碳糖(脱氧核糖、核糖),六碳糖(葡萄糖、果糖)
种类二糖:
蔗糖、麦芽糖(植物体内)、乳糖(动物体内)
多糖:
淀粉、纤维素(植物体内)、糖原(动物体内)
功能:
是主要的能源物质。
植物特有的糖类:
蔗糖、淀粉、纤维素。
动物特有的糖类:
乳糖、糖原(肝糖原、肌糖原)
动、植物共有的糖类:
脱氧核糖、核糖、葡萄糖
还原糖的鉴定:
用斐林试剂,有砖红色沉淀。
12.脂质的种类与作用:
(必修1P9)
脂肪:
是细胞内良好的储能物质,
种类磷脂:
构成生物膜的重要成分
固醇:
如胆固醇、性激素、维生素D。
13.水在细胞中的存在形式与作用:
(必修1P5)
含量:
水在细胞中的含量最多。
存在形式:
自由水:
多,结合水:
少。
功能:
结合水是细胞的组成成分,自由水是良好的溶剂、能运输营养和废物、参与反应
14.无机盐在细胞中的存在形式与作用:
(必修1P6)
存在形式:
离子
功能:
①组成细胞中的化合物:
如血红蛋白中含Fe、叶绿素中含Mg。
②维持细胞和生物体生命活动:
如哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐。
③维持细胞的酸碱平衡。
【难点解读】
1.应激性与反射的区别
应激性是指所有生物觉察机体内、外环境的变化并产生一定的反应的特性。
动物的应激性明显。
少数植物明显,如含羞草受到触动会叶片下垂;多数植物反应缓慢,如合欢白天展开叶片,夜晚叶片对折合闭。
反射是指在中枢神经系统参与下,机体对刺激所发生的反应,是神经系统活动的基本方式。
大部分动物都具有反射。
而全部生物都具有应激性。
反射也是一种应激性,只不过比较特殊,需要建立在神经系统的基础上。
2.水的特性及作用
经研究发现细胞组成成分中的许多原子团如羟基、羧基、酮基、氨基等都可与水以氢键相结合,形成结合水,从而使细胞原生质保持胶体状态。
水分子具有极性,是良好的溶剂,养料、废物、激素、维生素等多种物质的运输都是溶于水中进行的,并且自由水是各种化学反应的介质。
生物体没有水就不能生活。
自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。
3.无机盐及其作用
无机盐在体内通常以离子状态存在,常见的阳离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等;常见的阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HPO42-、HCO3-等。
各种无机盐离子在体液中的浓度是相对稳定的,其主要作用有:
对细胞的渗透压和pH起着重要的调节作用。
有些离子是酶的活化因子,如Mg+、Ca2+;有些离子是合成有机物的原料,如HPO42-可用于合成磷脂、核苷酸等,Fe2+可用于合成血红蛋白等。
生物生存环境的pH范围为3~8.5。
细胞中的各种离子有一定的缓冲能力,使细胞内的pH保持相对恒定,以利细胞维持正常的生命活动。
【例题解析】
例题1夏日取池塘中一滴水制成装片,在显微镜下观察,你会发现一些生物的存在。
你确认它们是生物的主要依据是:
A、______;B、______;C、______。
【解析】确认它们是不是生物应主要依据生物基本特征,这些基本特征,只有生物才具有,而非生物是不可能具有的。
因此,这些基本特征是区别生物与非生物的重要标志;另外,要关注题干中“在显微镜下观察”这一条件,从生物基本特征中筛选出符合条件的特征。
【答案】A、有细胞结构B、能进行繁殖C、对外界刺激能发生反应
名师点拨生物体与非生物体的区别是生物体具有七个基本特征:
①以细胞为基本结构单位,②相同的化学成分,③新陈代谢,④稳态,⑤应激性,⑥生殖与遗传,⑦进化。
具备这七个特征的才是生物体。
例题2艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(HIV)感染人体免疫系统的淋巴细胞引起的。
判断HIV是生物的理由是()
A.有细胞结构B.含有蛋白质成分C.能不断增殖D.结构简单
【解析】HIV没有细胞结构。
含有蛋白质成分或结构简单并不能作为是否为生物的判断依据。
【答案】C
名师点拨判断是否是生物体的依据是生物体具有①以细胞为基本结构单位,②相同的化学成分,③新陈代谢,④稳态,⑤应激性,⑥生殖与遗传,⑦进化等基本特征。
但病毒是一类没有细胞结构,不能独立完成生命活动,营寄生生活的生物,它借助寄主完成增殖。
例题3生活在沙漠的旱生植物细胞中含量最多的物质是()
A.蛋白质B.糖类C.脂肪D.水
【解析】通常活细胞中,含量最多的是水,其次是蛋白质。
不要被“沙漠、旱生植物”迷惑。
【答案】D
名师点拨细胞中水的含量一般为60%~90%,是活细胞组成中含量最多的成分。
例题4英国医生塞达尼任格在对离体蛙心进行实验中发现,用不含钙的生理盐水灌注,蛙心收缩不能维持。
用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可以持续跳动数小时。
实验说明钙盐和钾盐()
A.是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分B.对维持生物体的生命活动有重要作用
C.对维持细胞的形态有重要作用D.为蛙心的持续跳动提供能量
【解析】有些无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分,有些无机盐对维持细胞形态有重要作用。
本题中用不含钙的生理盐水即渗透压相等的溶液灌注,蛙心不能持续收缩,说明不是因为细胞形态受影响而导致不能持续收缩。
无机盐不能为生命活动提供能量。
因此,本实验说明了钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
【答案】B
名师点拨有些无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分,如Mg2+是植物叶绿素的成分;PO43-是ATP等的组成成分。
有些无机盐对维持细胞形态有重要作用,无机盐对溶液的渗透压有重要的影响,细胞要处在与其渗透压相等的外界溶液中才能保持原形态,外界溶液渗透压过高,会导致细胞皱缩;过低,则会吸水膨胀甚至破裂。
有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用,说明了钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用,如哺乳动物血液中Ca2+含量过低时会发生抽搐。
【知识构架】
细胞中元素和化合物
组成细胞的化合物:
无机物—水(鲜重含量最多)、无机盐;有机物—蛋白质(干重含量最多)、核酸、糖类和脂质
组成细胞的分子
检测蛋白质、还原性糖和脂肪:
双缩脲试剂+蛋白质→紫色反应;本尼迪特试剂+还原性糖(葡萄糖、果糖和麦芽糖)→砖红色沉淀;苏丹III染液+脂肪→橙黄色;苏丹IV染液+脂肪→红色
水:
细胞中含量最多的物质,细胞中良好的溶剂,运输物质,调节体温的功能。
水和无机盐
无机盐:
主要以离子形式存在。
功能:
1)复杂化合物的成分;2)维持细胞和生物体的生命活动;3)维保持酸碱平衡
生理盐水:
质量分数为0.9%的氯化钠溶液。
因其浓度与人体细胞所处液体环境浓度相当,故称生理盐水。
油脂:
只有C、H、O,细胞中储存能量(储存能量最多)的主要物质,对动物和人还有保温、缓冲、减压等作用。
种类:
脂质
磷脂:
组成生物膜的重要成分
植物蜡:
保护植物体
胆固醇:
调节生命活动
组成元素:
C、H、O
功能:
细胞主要的能源物质
种类:
单糖:
核糖和脱氧核糖;葡萄糖(前三种存在所有细胞中)和果糖(植物细胞中)
糖类
二糖:
蔗糖(一分子果糖和一分子葡萄糖)和麦芽糖(两分子葡萄糖)(植物细胞)和乳糖(动物细胞,半乳糖和葡萄糖)
多糖:
淀粉和纤维素(存在植物细胞中)和糖原(动物细胞中,肝糖原和肌糖原)<这三种多糖均由葡萄糖组成>
含量:
是细胞含量最多的有机物。
组成元素:
主要由C、H、O、N等元素组成,有些含有S、Fe等
基本单位:
氨基酸,大约有20多种,结构通式:
结构特点是至少含有一个氨基(-NH2和一个羧基(-COOH),并且都
有一个有一个氨基(-NH2和一个羧基(-COOH)连接在同一个碳原子上,
将氨基酸区别为不同的种类的依据是R基(侧链基团)。
形成过程:
(1)脱水缩合:
(2)肽链:
两个氨基酸形成的化合物叫二肽,多个氨基酸缩合而的含多个肽键的化合物叫做多肽
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数—肽链数
(3)结构的多样性:
组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸的种类不同、氨基酸排列顺序不同、
多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化。
功能的多样性:
构成细胞和生物体的重要物质;酶有催化作用,绝大多数的酶都是蛋白质;
有传递信息(或调节生命活动)的作用,如胰岛素、生长激素(非生长素)等;有运输载体
的作用,如血红蛋白、细胞膜载体等;有免疫作用,如抗体。
生命活动的主要承担者—蛋白质
组成元素:
主要由C、H、O、N、P等元素组成,也是大分子化合物。
种类:
脱氧核糖核酸(DNA,主要分布在细胞核,少量在叶绿体和线粒体)和核糖核酸(RNA
,主要分布在细胞质)
功能:
细胞内携带的遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起着
极其重要的作用。
组成单位:
RNA(一般为单链结构)
DNA(一般为双链结构)
脱氧核苷酸(四种)
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
核苷酸
一分子五碳糖
核糖核苷酸(四种)
一分子核糖
胸腺嘧啶(T)
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
一分子含氮碱基
核苷酸结构简式
前言、第一章单元练习
姓名班级学号
一、选择题:
(每题2分,共40分)
1、糖类和蛋白质共有的组成元素是()
A.C、H、OB.C、N、OC.C、H、SD、C、O、S
2、纤维素被称为第七营养素,纤维素属于()
A.单糖B.二糖C.多糖D.蛋白质
3、蛋白质种类繁多,其原因是()
①蛋白质的化学元素不同②氨基酸的种类和数量不同
③氨基酸的排列顺序不同④蛋白质的空间结构不同
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
4、植物的根向地生长。
此现象反映了植物体具有()
A.多样性B.应激性C.新陈代谢作用D.变异性
5、组成生物体的最基本元素是()
A.CB.HC.OD.N
6、动物体内既能贮存能量,又能减少热量散失的物质是()
A.纤维素B.油脂C.淀粉D.糖元
7、动物细胞中含量最多的化合物()
A.蛋白质B.水C.糖类D.脂质
8、下列物质中属于蛋白质的是()
A.纤维素B.胆固醇C.胰岛素D.植物蜡
9、人体血红蛋白的基本组成单位是()
A.氨基酸B.葡萄糖C.核苷酸D.脂肪酸
10、人和动物体内的主要能源物质是()
A.油脂B.糖类C.水D.蛋白质
11、小王的肌肉经常发生抽搐,可能的原因是()
A.血浆中蛋白质含量太低B.血液中钙盐含量太低
C.血糖的含量太低D.血细胞数量太少
12、以下没有细胞结构的生物是()
A.变形虫B.SARS病毒C.结核杆菌D.衣藻
13、甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,它的分子式是
A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2SD.C5H10O2N
14、某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽,则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是(C)
A.618B.518C.517D.617
15、一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸,则该蛋白质分子完全水解需要水分子()
A、n个B、m个C、(m+n)个D、(m-n)个
16、鸡蛋煮熟后,蛋白质变性失活,这是由于高温破坏了蛋白质的()
A、肽键B、肽链C、空间结构D、氨基酸
17、分子式分别为C12H22O11和C43H60O12N12S2,则这两种物质最可能是()
A、脂质和蛋白质B、脂质和核酸C、糖类和蛋白质D、糖类和核酸
18、通常情况下,分子式C63H103O45N17S2的多肽化合物中最多含有多少个肽键()
A、63B、62C、17D、16
19、若氨基酸的平均相对分子质量为a,一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸,则该蛋白质的相对分子量为()
A、am-18(m-n)B、amC、am-18(n-1)D、am–18n
20、通过对一小块生物组织进行化学分析,其成分包括蛋白质、核酸、脂质、水、无机盐、纤维素等物质,此组织最可能来自()
A.病毒B.芹菜C.细菌D.家兔
二、非选择题:
(每空2分,共60分)
21、水在细胞中的作用:
(1)水作为溶剂,是生物体内的主要介质;
(2)水分子之间的氢键,使得水具有。
22、无机盐在生物体内含量,多数以形式存在;无机盐不仅在维持生物体的生命活动中有着重要的作用,有些还是某些复杂化合物的重要组成成分,
比如是叶绿素的必需成分,Fe2+是的主要成分。
23、分析细胞内4种重要有机物的组成及功能,回答下列问题:
1)A是指;E在动物细胞中是指。
在植物细胞内是指
。
(2)F是指,它是由B和组成的。
除此之外,脂质还包括、和。
(3)C是指,其结构通式是,C形成G
过程的反应叫。
(4)H是指,分为和两种。
24、请根据下图所示的化合物分析并回答各问题:
(1)该化合物称为,是由种氨基酸组成的。
(2)该化合物中连接氨基酸之间的化学健叫做。
(3)该化合物是通过反应失去个水分子后形成的。
相对分子
质量减少了。
(4)该化合物中有个羧基,个氨基。
(5)图中表示R基的字母是。
(理科重点班做)实验设计:
验证镍是玉米幼苗生长必需的无机盐
材料用具:
完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
(1)方法步骤:
①将长势相似的玉米幼苗分成数量相同的两组,编号A、B;
②将A组玉米幼苗放在缺镍的完全营养液乙中培养,______________
____________;
③将两组玉米幼苗放在相同的适宜环境中培养数天,观察______________________。
(2)实验预期:
_______________________________________________
__
_____________。
(3)从科学研究的严谨角度出发,为进一步证实A、B两组玉米生长状况的差异是由于镍元
素供应不同引起的,还应增加的实验步骤及结果是:
_________________
__
_____________。
参考答案
ACDBA,BBCAB;BBACD,CCDAB
21、
(1)物质运输
(2)调节温度的作用
22、不高;离子;Mg2+;血红蛋白
23、
(1)葡萄糖;糖元;淀粉
(2)油脂;甘油;脂肪酸;磷脂;植物蜡;胆固醇
(3)氨基酸;;脱水缩合
(4)核酸;DNA;RNA
24、
(1)四肽(多肽);3;
(2)肽键(3)脱水缩合;3;54
(4)2;2(5)②④⑧⑨
25、附加题:
(共10分)
(1)②将B组玉米幼苗放在等量的完全营养液甲中培养(2分)
③实验结果(玉米幼苗的生长情况)(2分)
(2)若缺镍的完全营养液乙中培养的玉米幼苗正常生长,则镍不是必需矿质元素;若缺镍的完全营养液乙中培养的玉米幼苗不能正常生长(或表现出缺素病症),则镍是必需矿质元素。
(4分)
(3)在缺镍的完全营养液乙再加入镍元素,一段时间后玉米恢复正常生长(或病症消失)(2分)
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- 关 键 词:
- 第一章 细胞 分子 组成 难点