生物必修一第二章组成细胞的分子汇编.docx
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生物必修一第二章组成细胞的分子汇编
第二章组成细胞的分子
细胞中的元素和化合物
※基础知识
1、生物界与非生物界
1、统一性：
元素种类差异性：
元素含量
2、生物界统一性的表现：
（1）化学元素：
组成生物体的化学元素种类大体相同。
（2）分子水平：
①所有生物DNA分子的空间结构（规则的双螺旋结构）和化学组成（四种脱氧核苷酸）相同；
②所有生物共用一套遗传密码子；
③蛋白质的基本单位—氨基酸的种类基本相同。
（3）结构：
除病毒外，生物体都是由细胞组成的。
（4）能量：
生物体是以ATP作为能量“通货”的。
2、组成细胞的元素和化合物
1、生物体内元素数量的比较：
①H原子数量最多；
②组成生物体的元素中，O元素含量最多；
③人体甲状腺细胞I较多，红细胞内Fe2+较多。
无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。
2、应用：
利用同位素示踪法通过标记特殊物质中的标志性元素，研究该物质在生物体内的合成运输等生理作用。
实验1：
植物必需元素的实验探究
对照组：
植物+完全培养液正常生长
实验2：
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
【实验原理】颜色反应
一、还原糖的检测和观察
【实验材料】苹果或梨匀浆
【实验试剂】斐林试剂（甲液：
0.1g/ml的NaOH 乙液：
0.05g/ml的CuSO4）现配现用
斐林试剂是蓝色的
【实验步骤】
【注意事项】①还原糖：
单糖、果糖、乳糖；
②甲、乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，斐林试剂必须现配现用（与双缩脲试剂不同，双缩脲试剂先加A液，再加B液）；
③斐林试剂必须用水浴加热；
④取材取浅色，富含还原糖的物质（例如：
不能选用西瓜、甘蔗、马铃薯等）。
2、淀粉的检测和观察：
淀粉遇碘变蓝
三、脂肪的检测和观察
【实验材料】马铃薯匀浆、花生种子、花生种子匀浆
【实验试剂】苏丹
或苏丹
【实验步骤】方法一：
制成匀浆，加入苏丹
。
方法二：
制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。
【注意事项】①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊；
②50%酒精的作用是：
洗去浮色；
③使用不同的染色剂染色时间不同。
四、蛋白质的鉴定
【实验材料】豆浆、鲜肝研磨液（蛋清稀释液）
【实验试剂】双缩脲试剂（A液：
0.1g/ml的NaOH B液：
0.01g/ml的CuSO4 ）
【实验步骤】
【注意事项】①先加A液1ml（营造碱性环境），再加B液4滴（不能加多）；
②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比；
③用鸡蛋蛋白时，要加以稀释，太粘稠与试剂反应不充分，且难清洗；
④双缩脲试剂检测肽键，高温破坏变性的蛋白质仍然可以与之产生紫色反应。
无机物
※基础知识
1、水
1、含量特点：
①细胞中含量最多的化合物是水；
②不同生物的含水量不同（水生生物>陆生生物）；
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同（幼年生物>老年生物）；
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同（血液>骨骼>牙齿）。
种类
含量
状态
生理作用
结合水（抗逆性）
约4.5%
与其他物质结合在一起
细胞结构的重要组成部分
自由水（代谢）
约95.5%
能够自由移动，以游离状态存在
①良好的溶剂
②提供液体环境
参与化学反应
运送营养物质和代谢废物
2、存在形式：
①环境恶化——自由水↓，结合水↑
②细胞衰老——自由水↓，结合水↑
③生命活动增强——自由水↑，结合水↓
2、无机盐
1、无机盐在生物体中的存在形式：
①大部分以离子形式存在；②少量的与其他化合物结合。
功能
实例
细胞某些复杂化合物的重要组成成分
Mg2+是叶绿素a、b的必需成分；
Fe2+是血红蛋白的组成成分；
维持细胞和生物体的生命活动
血液中Ca2+含量过低会出现抽搐现象；
B促进花粉萌发，生成花粉管，如果没有就不会结果；
I是甲状腺激素的组成成分；
P动物牙齿骨骼的组成成分；
维持生物体内的平衡
渗透压平衡
细胞外液渗透压：
Na+、Cl-
细胞内液渗透压：
K+
酸碱平衡
血浆中的HPO42-、HCO32+
2、作用：
蛋白质—生命活动的主要承担者
※基础知识
1、氨基酸—组成蛋白质的基本单位
1、组成元素：
C、H、O、N（S）
2、结构特点：
①氨基酸分子中，-NH2和-COOH至少各有一个；
②至少一个-NH2和一个-COOH连在同一个碳原子上；
生物体中氨基酸种类、性质不同是由R基决定的。
3、氨基酸种类：
约20种
2、蛋白质的结构及其多样性
1、蛋白质：
以氨基酸为基本单位的生物大分子
一条或若干条多肽链盘曲折叠
2、氨基酸组成蛋白质的过程：
3、脱水缩合：
一个氨基酸分子的氨基（—NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）相连接,同时脱去一分子的水的结合方式。
①肽键：
②脱去的水分子中的“H”分别来自羧基和氨基，脱去的水分子中的“O”来自羧基。
参与脱水缩合的是两个氨基酸分子中与中心碳原子相连的氨基和羧基，R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合。
多肽：
由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，多肽通常呈链状结构，又叫肽链。
多肽链具备一定的空间结构后即为蛋白质，因此蛋白质与多肽的差别在于有无空间结构。
蛋白质结构多样性
4、蛋白质的水解：
蛋白质（胃，蛋白酶）→多肽（小肠，肽酶）→氨基酸
5、蛋白质的多样性：
【注意】①抗体都是蛋白质
②激素不都是蛋白质
（性激素属于脂质）
③神经递质都不是蛋白质
一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
人剧烈运动时，细胞中的蛋白质为细胞生命活动提供能量
6、高温、过酸、过碱、重金属盐都会破坏蛋白质的空间结构，但肽键依然存在。
酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性；
煮熟的食物容易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。
7、盐析：
盐溶液中蛋白质的溶解度降低，不破坏空间结构。
（可逆）
3、有关蛋白质的计算：
氨基酸平均相对分子质量：
a
氨基酸数目：
n
肽键数目
脱去水分子数
相对分子质量
氨基数目
羧基数目
一条肽链
n-1
n-1
na-18（n-1）
至少一个
至少一个
m条肽链
n-m
n-m
na-18（n-m）
至少m个
至少m个
环状肽链
n
n
na-18n
最少0个
最少0个
1、链状：
肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数环状：
肽键数=脱水数=氨基酸数
2、若肽链间有-S-S-，则蛋白质的相对分子质量为：
na-18（n-m）-2k
3、肽链数=R基以外的氨基数或羧基数
核酸—遗传信息的携带者
※基础知识
1、
mRNA：
信使RNA
tRNA：
转运RNA
rRNA ：
核糖体RNA
核酸的种类及功能
2、功能：
1）核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
2）在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
实验3：
观察DNA和RNA在细胞中的分布
【实验原理】DNA 主要分布在细胞核内，RNA 主要分布在细胞质中；
甲基绿使DNA 呈现绿色，吡罗红使RNA 呈现红色。
【实验材料】人的口腔上皮细胞
【实验试剂】① 0.9%的生理盐水：
保持口腔上皮细胞的正常形态，维持细胞的渗透压。
② 8%的盐酸：
1）杀死细胞从而改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；
2）使染色质中的DNA与蛋白质分离有利于染色。
③吡罗红甲基绿混合染色剂：
现配现用切忌分开使用 （若甲基绿和吡罗红单独使用，则细胞内的DNA和RNA均可以与之结合，结果DNA和RNA均被染成绿色或红色，而不能辨别。
）
④蒸馏水：
配制试剂和冲洗涂片
【实验步骤】制片（需烘干→水解（需30℃水浴加热→冲洗涂片（蒸馏水的缓水流，除盐酸）→染色→观察
【实验现象】绿色部分主要集中在细胞核内，红色部分主要集中在细胞质中。
【实验结论】真核细胞：
DNA → 主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中；
RNA → 主要分布在细胞质中，少量分布在细胞核中。
原核细胞：
DNA →分布在拟核中，有部分在质粒
RNA →分布在细胞质中
病毒：
一种核酸，DNA或RNA
2、核酸的分子结构
1、组成元素：
C、H、O、N、P
A—腺嘌呤
T—胸腺嘧啶
U—尿嘧啶
G—鸟嘌呤
C—胞嘧啶
2、基本单位：
核苷酸
3、DNA和RNA对比：
DNA
RNA
成分
碱基
A、C、G
T
U
五碳糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
分子结构
一般为双螺旋结构
一般为单链结构
分布
主要：
细胞核
其次：
叶绿体、线粒体
主要：
细胞质
水解
初步
4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
彻底
2003年，上海市总人口达到1464万人，上海是全国第一个出现人口负增长的地区。
磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基
磷酸、核糖、4种含氮碱基
在我们学校大约有4000多名学生，其中女生约占90%以上。
按每十人一件饰品计算，大概需要360多件。
这对于开设饰品市场是很有利的。
女生成为消费人群的主体。
结构多样性
（一）大学生的消费购买能力分析核苷酸的数目和排列顺序
标题：
大学生究竟难在哪？
—创业要迈五道坎2004年3月23日功能
因为是连锁店，老板的“野心”是开到便利店那样随处可见。
所以办了积分卡，方便女孩子到任何一家“漂亮女生”购物，以求便宜再便宜。
主要的遗传物质。
携带和复制遗传信息，决定蛋白质的合成
①RNA病毒的遗传物质
附件
（二）：
②在遗传信息表达中起作用：
mRNA：
蛋白质合成的直接模板
tRNA：
携带特定氨基酸
但这些困难并非能够否定我们创业项目的可行性。
盖茨是由一个普通退学学生变成了世界首富，李嘉诚是由一个穷人变成了华人富豪第一人，他们的成功表述一个简单的道理：
如果你有能力，你可以从身无分文变成超级富豪；如果你无能，你也可以从超级富豪变成穷光蛋。
rRNA ：
核糖体的组成成分
5、就业机会和问题分析③催化作用：
极少数的酶
检测
甲基绿—吡罗红混合染色剂，呈绿色
据调查统计，有近94%的人喜欢亲戚朋友送给自己一件手工艺品。
无论是送人，个人兴趣，装饰还是想学手艺，DIY手工制作都能满足你的需求。
下表反映了同学们购买手工艺制品的目的。
如图（1-4）甲基绿—吡罗红混合染色剂，呈红色
核酸种类
核苷酸种类
碱基种类
遗传物质
实例
细胞生物
DNA和RNA
8
5
DNA
蓝藻、杨树、人
病毒
只含DNA
4
4
DNA
T2噬菌体
只含RNA
4
4
RNA
烟草花叶病毒
3、核酸和蛋白质的联系
1、蛋白质的合成受DNA控制；DNA的复制、转录、翻译等过程需要酶的参与，蛋白质（酶）控制了核酸的代谢。
2、两者均存在物种特异性。
细胞中的糖类和脂质
※基础知识
1、细胞中的糖类
1、组成元素：
C、H、O“碳水化合物”
3、糖的种类：
分类
概念
种类
分布
主要功能
单糖
不能水解的糖
五碳糖
核糖
动、植物细胞
组成核酸的物质
组成RNA
脱氧核糖
组成DNA
六碳糖
葡萄糖
细胞中重要的能源物质
果糖
植物细胞
组成其他复杂化合物
半乳糖
动物细胞
二糖
水解后生成两分子的单糖的糖
蔗糖
（葡萄糖+果糖）
植物细胞
储能物质，能水解成葡萄糖而供能
甘蔗、甜菜
麦芽糖
（葡萄糖+葡萄糖）
小麦
乳糖
（葡萄糖+半乳糖）
动物细胞
人和动物的乳汁
多糖
水解后生成许多单糖的糖
淀粉
植物细胞
植物粮食的种子、变态根茎等储藏器官中—储存能量
纤维素
植物细胞的细胞壁中—支持保护细胞
糖原
肝糖原
动物细胞
动物的肝脏—储存能量，调节血糖
肌糖原
动物的肌肉组织中—储存能量
还原糖：
单糖、麦芽糖、乳糖；
结构糖类：
核糖、脱氧核糖、纤维素（不能作为能源物质）；
肝糖原可水解为葡萄糖，肌糖原不可以。
2、细胞中的脂质
1、组成元素：
C、H、O（N、P）
按功能分
按化学本质分
元素组成
分布
功能
储能脂质
脂肪
（水解：
甘油+脂肪酸）
C、H、O
动物：
皮下、大网膜和肠系膜（固态）
植物：
花生、油菜、核桃等含有较高的脂肪储存在种子里（液态）
①细胞内良好的储能物质；
②很好的绝热体，其保温作用；
③缓冲和减压作用，保护内脏和器官
结构脂质
磷脂
C、H、O、N、P
人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子中
构成生物膜的主要成分
调节脂质
固醇
胆固醇
C、H、O，有的含N、P
细胞膜的重要组成部分，参与血液中脂质的运输
性激素
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成，激发并维持第二性征
（以自由扩散的方式运出细胞）
维生素D
促进人和动物肠道对Ca和P的吸收
3、特点：
脂质分子中含氧量远少于糖类，氢的含量更多，所以脂肪和糖相比能储存更多能量。
4、化学性质：
不溶于水，易溶于有机溶剂。
3、生物大分子以碳链为骨架
1、单体和多聚体：
1）单体：
是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。
2）多聚体：
单体连接而成的大分子物质，被称为单体的多聚体。
2、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，由许多单体连接成多聚体。
单体
多聚体（生物大分子）
氨基酸
蛋白质
单糖（葡萄糖）
多糖
核苷酸
核酸
升级会员 