专题02组成细胞的分子第1讲 细胞中的元素、化合物和无机物一．生物界与非生物界具有统一性和差异性统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。二．细胞中的化学元素1.按含量是否超过万分之一，分为大量元素和微量元素。大量元素主要是指：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等微量元素有:FeMnZnCuBMo等,缺乏必需元素可能导致疾病。如：克山病（缺硒）占细胞鲜重比例最大的化学元素是O占细胞干重比例最大的化学元素是C在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比前四位的依次是C>O>N>H。 谐音巧记组成细胞的微量元素三.构成细胞的化合物组成细胞的化合物可分为有机化合物和无机化合物元素与化合物的含量排序(1)鲜重含量最多的化合物：水。
(2)鲜重含量最多的有机物：蛋白质。(3)占细胞干重最多的化合物：蛋白质。(4)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水>蛋白质>脂质>糖类。 三、细胞中的无机物：（一）细胞中的水：1、存在形式：自由水和结合水。2、含量：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多。（1）不同的生物体内水的含量差别很大；（2）同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期＞成年期，幼嫩部分＞老熟部分。（3）同一生物不同器官水的含量也不同。3、功能：（1）运送营养物质和代谢废物（2）是细胞内的良好溶剂（3）参与许多生物化学反应，如光合作用、呼吸作用等（4）为细胞提供液体环境4、水的含量与代谢的关系：（1）当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。（2）当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性(抗寒、抗热、抗旱)提高。（二）细胞中的无机盐：1、存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。2、功能（1）参与构成细胞内某些复杂的化合物如Fe2＋参与构成血红蛋白，Mg2＋参与构成叶绿素等。（2）参与并维持生物体的代谢活动如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；（3）维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na＋、Cl－维持细胞外液渗透压，K＋维持细胞内液渗透压）和酸碱平衡（如人血浆中HCO3－、HPO42－等的调节）。【思考感悟】为什么碳是最基本元素？碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。
第2讲生命活动的主要承担者-------蛋白质（细胞中含量最多的有机物）一、蛋白质组成元素和基本单位1.组成元素：C、H、O、N，有的还含S2.蛋白质的基本单位：氨基酸(组成蛋白质的氨基酸约20种)3.结构通式4.特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上。5.种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸和非必需氨基酸。6.对通式的分析（组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基的不同）二、 聚焦蛋白质的结构，功能，及其多样性1、脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）相连接，同时失去一分子水。（此过程消耗能量）(1)其场所是：核糖体（翻译）(2)形成物质名称：二肽。
(3)氨基酸之间连接化学键名称：肽键肽键的结构式可表示如下：不要将氨基(—NH2)错写为NH2或—NH3；不要将羧基（—COOH）误写为COOH；也不要将肽键（—CO—NH—）误写为CO—NH或CONH。(4)H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基。而O则只来自于—COOH肽的名称：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽(三个或三个以上的称为多肽)，如：由六个氨基酸分子构成一条链，则其名称是六肽，也可称为多肽。通常核糖体合成的多肽没有活性，需要经过盘曲、折叠（在内质网、高尔基体上完成）形成有一定空间的蛋白质，才能发挥作用。2.蛋白质结构的多样性（1）氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。（2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。（3）氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。（4）肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。3.蛋白质功能功能举例催化大多数酶运输血红蛋白运输氧气运动肌肉中的一些蛋白质防御抗体调控胰岛素结构细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成4.归纳蛋白质合成过程的有关计算①失去水分子数＝肽键数＝氨基酸数—肽链数②蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量.例如：氨基酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为m，则蛋白质的相对分子质量为：a·n－18·(n－m)。③一个肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，在R基中可能也有氨基和羧基。
④n个氨基酸分子缩合成m条肽链，至少有m个氨基和m个羧基；至少含有的羧基（—COOH）或氨基数（—NH2）=肽链数⑤n个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数＝肽键数＝n，氨基和羧基数与R基团有关6.蛋白质变性蛋白质的结构易受高温、过酸、过碱的影响而变性，改变其空间结构，从而失去生物活性但肽键并未断裂。肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。盐析不破坏空间结构。7.教材中常见蛋白质蛋白质成分解释大多数酶大多酶是蛋白质，少数是RNA部分激素（如生长激素、胰岛素）大多数激素是蛋白质，少部分激素是氨基酸衍生物或脂质抗体（抗毒素、凝聚素）抗体是浆细胞分泌的分泌蛋白（免疫球蛋白）抗原（外毒素、凝聚原）大多数抗原是糖蛋白（蛋白质）受体（激素受体、递质受体、抗原识别受体）受体大多数是糖蛋白，少数是蛋白质载体蛋白生物膜上参与协助扩散、主动运输的蛋白质；载体蛋白¹运载体7.蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应双缩脲试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mLCuSO4溶液（3-4滴）使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。附:氨基酸的排列与多肽种类的计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：(1)A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：333形成三肽的种类：(33＝27种)33形成二肽的种类：(32＝9种)(2)A、B、C三种氨基酸，且在每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：321形成三肽的种类：(3×2×1＝6种)32
形成二肽的种类：(3×2＝6种)第3讲遗传信息的携带者—核酸1、元素组成：由C、H、O、N、P5种元素构成 2、基本单位：核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成）1分子磷酸脱氧核苷酸1分子脱氧核糖（4种）1分子含氮碱基（A、T、G、C）1分子磷酸核糖核苷酸1分子核糖（4种）1分子含氮碱基（A、U、G、C）组成核酸的碱基有5种，五碳糖有2种，核苷酸有8种。（核酸的初步水解产物）（见下图）（3）核苷酸可彻底水解成一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸4种（4）核糖核酸的单体是核糖核苷酸，其五碳糖为核糖。依据碱基不同，核糖核苷酸可分四种，分别是腺嘌呤核糖核苷酸(含碱基A)、鸟嘌呤核糖核苷酸(含碱基G)、胞嘧啶核糖核苷酸(含碱基C)和尿嘧啶核糖核苷酸(含碱基U)
4种（5）脱氧核糖核酸的单体是脱氧核苷酸，其五碳糖为脱氧核糖。依据碱基不同，脱氧核苷酸可分四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸(含碱基A)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(含碱基G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(含碱基C)和胸腺嘧啶脱氧核苷酸(含碱基T)。（6）核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链②有关组成成分的种类：五碳糖2种；含氮碱基5种。3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）
种类英文缩写基本组成单位结构存在场所脱氧核糖核酸DNA脱氧核苷酸（4种）一般为双链主要在细胞核中（在叶绿体和线粒体中有少量存在）核糖核酸RNA核糖核苷酸（4种）一般为单链主要存在细胞质中4、生理功能：核酸是细胞中携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有十分重要的作用。有细胞结构的生物的核酸为DNA和RNA，遗传物质为DNA无细胞结构的生物（病毒）的核酸为DNA或RNA，遗传物质为DNA或RNA小结如下生物的遗传物质的判断生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物(原核、真核生物)2种8种：四种核糖核苷酸；四种脱氧核苷酸5种：A、T、C、G、U均为DNA病毒DNA病毒1种，为DNA4种脱氧核苷酸4种：A、T、C、GDNARNA病毒1种，为RNA4种核糖核苷酸4种：A、U、C、GRNA
★观察DNA和RNA在细胞中的分布（一）实验原理1、甲基绿和吡啰红与两种核酸的亲和力不同，RNA结合吡啰红显红色，DNA结合甲基绿显绿色。2、、盐酸能改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞；同时使染色体中DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。（二）实验材料、仪器与用具Ⅰ、人口腔上皮细胞Ⅱ、烧杯，小烧杯，温度计，滴管，消毒牙签，载玻片，盖玻片，铁架台，石棉网，火柴，酒精灯，吸水纸，显微镜Ⅲ、质量分数0.9%的NaCl溶液，8%的盐酸，吡啰红甲基绿染色剂（现配现用），蒸馏水（三）实验结果细胞核主要呈现绿色，细胞质主要呈现红色。说明DNA主要位于细胞核（线粒体和叶绿体也有少量DNA），RNA主要位于细胞质。 观察DNA和RNA在细胞分布实验中的4个注意问题(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。(2)缓水流冲洗目的：防止载玻片上的细胞被冲走。(3)几种试剂在实验中的作用①0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。②8%的盐酸作用：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。③蒸馏水作用：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。④吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
2．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况生物类别核酸核苷酸碱基遗传物质举例原核生物和真核生物含有DNA和RNA两种核酸85DNA细菌、人等病毒只含DNA44DNA噬菌体只含RNA44RNA烟草花叶病毒注意下面分子中A的含义
第4讲细胞中的糖类和脂质一.细胞中的糖类1．化学元素组成：只有CHO，多数糖类分子中H和O之比是2:1l2.糖类的种类I.依据水解情况分为单糖、二糖和多糖①单糖（不能水解的糖）五碳糖（核酸、脱氧核糖）六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）同分异构体（C6H12O6）①糖类只有水解成单糖，才能被人体吸收。②多糖的基本组成单位（单体）都是葡萄糖。②二糖：二糖由两分子单糖缩合而成植物特有蔗糖=1葡萄糖+1果糖麦芽糖=2葡萄糖动物特有：乳糖＝葡萄糖＋半乳糖③多糖基本组成单位是葡萄糖（植物特有）淀粉：植物细胞的储能物质纤维素：植物细胞的组成成分，支持保护细胞（不提供能量）（动物特有）：糖原——动物细胞的储能物质（肝糖原和肌糖原）II根据还原性糖类可分为还原糖和非还原糖※※葡萄糖、果糖，半乳糖等单糖以及麦芽糖都属于还原糖。蔗糖、淀粉、糖原是非还原糖※※鉴定可溶性还原糖用斐林试剂3．糖类的功能(1)组成生物的重要成分。(2)生物体的主要能源物质。
※并非所有的糖都是能源物质，如如核糖、脱氧核糖、纤维素为结构糖，构成结构，不提供能量。※糖类的合成场所（或细胞）：叶绿体（葡萄糖、淀粉）、内质网（加上糖基团）、高尔基体（纤维素）、肝脏（肝糖原）、肌肉（肌糖原）※不是所有糖都是甜的，如纤维素、淀粉不甜（淀粉水解成麦芽糖才会有甜味）※纤维素不能被动物消化，被称为膳食纤维。反刍动物（如牛）消化纤维素是因为某些微生物的作用。二.组成细胞的脂质1.组成元素：CHO有的含有N和P2.种类脂肪（CHO）：良好的储能物质，含有能量是相同的质量糖类的两倍原因是脂肪含H多，含O少。①细胞内良好的储能物质功能②保温作用③缓冲和减压，保护内部器官脂质磷脂（CHONP）：构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分（核膜也有）胆固醇：构成细胞膜（主要是动物）的重要成分，参与血液中脂质的运输，在阳光下可转化为维生素D固醇性激素：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，维持生理周期维生素D：促进肠道对钙、磷的吸收（晒太阳预防佝偻病）固醇类：人体所必需的。对于维持生物体内正常新陈代谢和生殖过程起着重要的调节作用。但血液中胆固醇过多，可能引起心脑血管疾病※细胞内的能源物质种类及其分解放能情况※1．主要能源物质：糖类。2．主要储能物质：脂肪。除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。3．直接能源物质：ATP。糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到ATP中，才能被生命活动利用。4．细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是：糖类→脂肪→蛋白质。
糖类是主要的能源物质；当外界摄入能量不足时(如饥饿)，由脂肪分解供能；蛋白质作为生物体重要的结构物质，一般不提供能量，但在营养不良、疾病、衰老等状态下也可分解提供能量。※糖的“水解”与“氧化分解”※多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。三、生物大分子以碳链为基本骨架生物大分子是由单体经缩合而成的多聚体。多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是由单体聚合而成的多聚体，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。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，所以碳是生命的核心元素第五节细胞中的无机物一.细胞中的水（水是活细胞中含量最多的化合物）1、含量：是活细胞中含量是最多的物质。2、形式：自由水：是可以自由流动的水。作用：①良好的溶剂；②参与细胞内生化反应；③物质运输；④维持细胞的形态（在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）结合水：是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强）3、影响细胞含水量的因素(1)生物种类：水生生物含水量>陆生生物含水量。(2)生长发育阶段：幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。(3)组织器官种类与代谢程度：如牙齿
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