高中生物《细胞的化学组成》文字素材 中图版必修1Word格式.docx
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醣类是生物体内进行生命活动的主要能源物质,供给能量=4Kcal/g
三、种类:
(单醣、双醣、寡醣、多醣)
1.单醣:
含3~7个碳原子,为构成其他醣类的基本单位,也是生物体内最简单且最重要的醣类,在生物学上较重要的单醣为五碳醣和六碳醣。
三碳糖
呈直链状:
甘油醛是光合作用暗反应的中间产物
五碳糖
呈环状:
核糖(构成RNA),脱氧核糖(构成DNA)
六碳糖
(1)葡萄糖、果糖、半乳糖的分子式皆为C6H12O6→同分异构物
葡萄糖及其他单醣,可互相连接而组成双醣或多醣
(2)葡萄糖:
含量最多且最重要的单醣、细胞内基本的能量来源
葡萄糖:
直链状环状
血糖浓度降至正常浓度的一半时→引起昏迷现象
(3)半乳糖:
人脑中的醣类
2.双醣:
(双醣大多可溶于水→易被输送、易被水解为单醣)
(1)单醣+单醣双醣(C12H22O11)+水
(2)蔗糖、麦芽糖:
植物细胞中最重要的双醣
麦芽糖
麦芽糖+水葡萄糖+葡萄糖
萌发的种子含大量的麦芽糖(麦芽→制造啤酒和威士忌的原料)
蔗糖
蔗糖+水葡萄糖+果糖
蔗糖可在植物体内运输及储存(例如:
甘蔗、甜菜)
乳糖
乳糖+水葡萄糖+半乳糖
乳糖为动物细胞中最重要的双醣(乳糖多存于哺乳动物的乳汁中)
前期泌乳(初乳)含丰富抗体及乳糖→使新生儿有较佳抵抗力
双醣的形式:
以蔗糖为例,蔗糖由一分子的葡萄糖及一分子的果
糖脱去一分子的水而形成
3.寡醣:
(含3~10个单醣)
(1)热量低:
寡醣分子大于双醣,不易被人体消化吸收,故热量较低,不会增加糖尿病患者的负担
(2)甜度低:
寡醣的甜度只有蔗糖的30%~70%
(3)可改善便秘,促进肠内益菌的滋长
(4)与蛋白质结合成为醣蛋白→与细胞膜的功能及生理作用有关
(5)寡醣并非稀少的产物,许多植物如豆类、洋葱、牛蒡等,都含有天然寡醣。
4.多醣:
(C6H10O5)n.H2O
(1)由多个单醣分子化合所形成→动植物体内储存的养分
(2)由葡萄糖聚合而成:
结构性多醣→纤维素
储存性多醣→淀粉、肝糖
纤维素
(1)多条平行的葡萄糖链以氢键连结成『微纤维』再集结成纤维
(2)构成植物的细胞壁
(3)纤维素是植物体含量最多的有机物
淀粉
(1)植物体内最常见的多醣,储存于根、茎内,例如:
甘藷、马铃薯
(2)淀粉颗粒呈椭圆形,具同心圆环
肝糖
(1)分子量较大且分支较多
(2)储存于肝脏和肌肉组织内,又称为『动物淀粉』
洋菜
由半乳糖化合而成,存在于红藻(例如:
紫菜、石花菜、龙须菜)
几丁质
(1)含氮多醣类化合而成:
约由8000个单醣(N-乙酰-D-胺基葡萄糖)组成
(2)构成节肢动物的外骨骼、环节动物的刚毛、真菌的细胞壁
(3)人类无法消化,但可控制血液中的胆固醇含量→减少动脉硬化的机率
肽聚糖
构成原核生物的细胞壁(例如:
细菌和蓝绿藻的细胞壁)
试题范例
1.下列有关于葡萄糖的叙述,何者正确?
(A)生物体中葡萄糖的氧化是放能反应(B)果糖与葡萄糖的分子式不同,但是碳、氢、氧的原子数相同(C)葡萄糖是碳原子与水分子结合成的化合物
(D)葡萄糖是单醣,蔗糖是双醣,所以葡萄糖的分子量是蔗糖的一半【91学测】
【答案】
(A)
【详解】
(B)果糖与葡萄糖的分子式相同:
C6H12O6(C)醣类(CH2O)n所含H和O之比为2:
1,又称为『碳水化合物』(D)蔗糖(C12H22O11)+水葡萄糖(C6H12O6)+果糖(C6H12O6)。
2.人类的食衣住行与化学息息相关,下列叙述何者错误?
(A)碘液可用来检验淀粉分子的存在(B)大部分胃药中含有制酸剂,其成分可为NaHCO3或是Mg(OH)2(C)喝茶或喝咖啡会有提神的效果,是因为茶和咖啡都含有咖啡因的成分(D)棉花中纤维的组成单元结构与达克龙(合成纤维)的组成单元结构相同(E)蔗糖分子在酸性条件下,可以水解产生分子结构完全相同的两个单醣分子【94学测】
(D)(E)。
(D)纤维素是由葡萄糖(属于碳水化合物)组成的多醣,合成纤维是由碳氢化合物组成的聚合物(E)蔗糖是由葡萄糖和果糖构成,葡萄糖与果糖的分子结构不同。
焦点3蛋白质
1.蛋白质是生物体内含量最多的有机物,也是生物体内最多样性的分子,由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
2.蛋白质大多由300~3000个胺基酸分子组成,构成蛋白质的胺基酸共有20种
(1)胺基酸以不同的种类、数目、排列顺序→构成不同的蛋白质
例如:
动物体约含3000种不同蛋白质,血红素含574个胺基酸分子
(2)胺基酸=胺基+羧基+H+R(侧链)
不同胺基酸各有其特别的R→带正电、负电、亲水性、疏水性
(3)一个胺基酸的-COOH与另一胺基酸的-NH2连接形成肽键而连结成『肽类』
寡肽:
由5~10个胺基酸构成
多肽:
由多个胺基酸连结而成的大分子
胰岛素由51个胺基酸联结而成
(4)胺基酸的种类、数量、排列顺序→直接影响蛋白质的结构与功能
(5)生物间的亲缘关系愈亲近→蛋白质的构造也愈相似
3.功能:
(1)构成体质:
激素、血红素、肌肉、骨骼、抗体、毛发
(2)构成酵素→执行或影响细胞的生理作用
(3)酸碱缓冲:
在酸中:
蛋白质中的-NH2吸收H+变为-NH3+(带正电荷)
在碱中:
蛋白质中的-COOH释出H+变为-COO-(带负电荷)
(4)供给能量=4Kcal/g(供能顺序:
醣类→脂质→蛋白质)
构造蛋白
(结构蛋白)
组成生物体细胞的成分
构成肌肉、皮膜、细胞骨架、
头发、角、羽毛、蜘蛛网、
结缔组织中的胶原蛋白、弹性蛋白
酵素蛋白
构成酵素
催化生物体内的生化反应
膜蛋白
细胞膜上的蛋白质
协助物质进出细胞
储存蛋白
储存胺基酸
卵中的蛋白质→以供胚胎发育之用
植物种子中的蛋白质→供胚萌发之用
运输蛋白
运输物质
血红素→运输氧气
细胞膜上的运输蛋白→行主动运输
激素蛋白
具协调作用
ex.胰岛素
→协助调节血液中葡萄糖的浓度
受体蛋白
组成受体
接受刺激,与激素结合
收缩蛋白
具运动功能
肌动蛋白、肌凝蛋白
防御蛋白
(免疫球蛋白)
构成抗体
对抗细菌与病毒
4.蛋白质可与非胺基酸分子结合成复合物:
(1)醣蛋白=醣类+蛋白质
(2)核蛋白=核酸+蛋白质
(3)血红素=铁+色素蛋白
5.形状:
(1)球蛋白:
呈圆球状(ex.血红素)
(2)纤维蛋白:
呈细丝状(ex.胶原蛋白)
6.结构:
(多肽链形成特定的立体结构→才能表现生理功能)
一级结构
(初级结构)
由许多胺基酸分子藉肽键连接而成的长链多肽分子
二级结构
(次级结构)
长链多肽链分子内以氢键相连而形成螺旋状(helix)或褶板状(sheet)(例如:
头发是由角蛋白形成螺旋状构造)
三级结构
多肽链中的胺基酸分子间藉化学键(双硫键)互相连接而形成特定的立体结构。
(蛋白质具三级结构→才能表现出其功能)
高温会破坏蛋白质三级结构→蛋白质变性、酵素失去功能
四级结构
由若干三级结构的多肽分子组合成的大蛋白质分子
血红素是由二对相同的多肽分子组成(2条α链+2条β链)
每条多肽链含有一个血红素基(含可与氧分子结合的铁原子)
试题范例
1.下列化学分子式,何者为蛋白质?
(A)C5H10O5(B)C10H16O13N5P3(C)C18H36O2(D)C500H1400O120N75S2
【91指考】
(D)蛋白质:
含C、H、O、N、S元素,不含P
2.依照mRNA的序列合成蛋白质的过程称为什么?
(A)转录(B)转译(C)同化(D)异化【91指考】
(B)DNARNA蛋白质→构成体质、控制生理活动
焦点4脂质
一、中性脂:
1.中性脂为常见的脂质:
(1)在常温下呈固态者称为『脂肪』,例如:
肉类中的脂肪、猪油、牛油。
(2)在常温下呈液态者称为『油』,例如:
橄榄油、花生油。
2.一分子的中性脂,是由一个甘油分子和三个脂肪酸分子连结而成,故又称为『三酸甘油脂』。
(1)甘油和脂肪酸均含有碳、氢、氧三种元素。
(2)脂质中的三个脂肪酸可以相同,亦可不同,因此可形成不同种类的脂质。
(3)脂肪酸分子的碳氢键可储存丰富的化学能,氧化后可以提供细胞活动所需的能量。
饱和脂肪酸(硬脂酸)
不饱和脂肪酸(油酸)
动物体内的脂肪酸(饱和脂肪酸)
不具双键,分子间可紧密键结
→动物脂肪呈固态(ex.猪油)
植物种子内的脂肪酸(不饱和脂肪酸)
具有双键,分子呈弯曲状
→分子间无法紧密键结
→植物油呈液态(ex.花生油)
(1)供应能量=9Kcal/g
(2)储存能量(脂肪和油都是生物体内储存能量的物质)
(3)脂肪形成脂肪球,储存在皮下的脂肪组织中→防止热量散失、维持体温
海生哺乳类的鲸、海豚、海豹,皮下脂肪特别厚→藉以保温
4.DHA:
(高度不饱和脂肪酸)
(1)增加神经细胞间的冲动传导
(2)除去体内多余的血脂肪→防止脂肪堆积于血管壁、避免高血压
二、磷脂:
1.构造:
磷脂=一分子甘油+一个含磷酸的分子(形成亲水性的头部)
+二分子的脂肪酸(形成疏水性的尾部)
2.功能:
磷脂是细胞各种膜的主要成分,可以将细胞内部分隔成许多小区域,使各种不同的化学反应在细胞内特定的部位进行,而互不干扰。
三、固醇类:
由四个含碳的环组成(不具脂肪酸)
1.种类:
胆固醇、雄性和雌性荷尔蒙、肾上腺皮质素
2.构成类固醇荷尔蒙的重要原料(ex.性荷尔蒙)
3.胆固醇是构成动物的神经细胞与原生质膜的成分之一
4.血液中胆固醇过量→胆固醇积聚于动脉管壁
→造成血管硬化、心脏疾病、高血压、中风
5.植物不含胆固醇(植物组织中的类固醇称为植物醇)
四、蜡:
保护功能(ex.羊毛脂、植物角质层、蜂巢的蜂蜡)
1.有关于脂质的叙述,下列何者正确?
(A)脂肪和油仅含C、H、O(B)不饱和脂肪酸含有双键(C)磷脂中,含磷有机物构成分子的厌水性头部(D)胆固醇是由三个含碳的环组成(E)生物细胞膜的主要成分为磷脂
(A)(B)(E)
(C)含磷有机分子的头部为亲水性(D)由四个含碳的环组成
焦点5核酸
一、组成:
1.核酸是由核苷酸连接而成的长链状化合物,含C、H、O、N、P元素。
2.核苷酸是由含氮碱基、磷酸、五碳糖所组成,核苷酸含碳、氢、氧、氮、磷等元素组成。
3.由于各核苷酸的种类、数目和连接