高中生物《细胞的化学组成》文字素材 中图版必修1.docx

1、高中生物细胞的化学组成文字素材 中图版必修1细胞的化学组成焦点 1生物体的化学组成一、原生质： 1.原生质构成生命的基本物质 2.原生质细胞膜细胞质细胞核二、组成生物体的主要成分：无机物水、无机盐（氯化钠、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐）有机物 大分子：蛋白质、醣类、脂质、核酸 小分子：胺基酸、单醣、甘油、脂肪酸、核苷酸、维生素三、生物体内含量最多的四种元素：C、H、O、N，总和96%焦点2 醣类一、化学组成：醣类(CH2O)n由碳、氢、氧三种元素化合而成，其中氢与氧原子的比例为2：1，与水分子中氢与氧原子的比例一致，所以醣类又称为碳水化合物。二、功能：1.构成细胞的成分：(1)植物的纤维素细胞壁、细

2、菌的肽聚糖细胞壁、真菌的几丁质细胞壁、节肢动物的几丁质外骨骼 (2)细胞代谢所需的碳源（例如：葡萄糖、乳酸、柠檬酸） 2.产生能量：醣类是生物体内进行生命活动的主要能源物质，供给能量4 Kcal/g三、种类：（单醣、双醣、寡醣、多醣）1.单醣：含37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）六碳糖呈环状：(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

3、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

4、一分子的果 糖脱去一分子的水而形成3.寡醣：（含310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)nH2O(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

5、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

6、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

7、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】【答案】(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3003000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

8、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HR（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510个胺基酸构成 多肽：由多个胺基酸连结而成的大分子例如：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

9、-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4 Kcal/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

10、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

11、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例如：血红素是由二对相同的多肽分子组成（2条链2条链）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】【答案】(D)蛋白质：含C、H、O、N、S元素，不含P2.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】【答案】(B)DNARN

12、A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

13、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）3.功能：(1)供应能量9 Kcal/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、维持体温例如：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

14、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） 试题范例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【答案】(A)(B)(E)【详解】(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