专题二 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物元素地壳细细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0根据下表能得出哪些结论 1.组成细胞的化学元素，在 自然界中都能够找到,没有 一样化学元素为细胞所特有 ； 生物界和非生物界具有统一性。2.细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又不同；生物界和非生物界还具有差异性。3.组成细胞的各种元素的相对含量又各不相同。大量（含量占生物体总重量万分之一以上的元素）： C、H、O、N、P、S、（）K、Ca、Mg无机物 物质 基础 元素 （ 种） 含量最多：C、H、O、N （90） 微量（生物生活所必需，但是需要量却很少的 一些元素）： Zn Fe B Cu Mo Mn等基本元素：C，占干重的48.%,生物大分子以碳链为骨架化合物 有机物 水：主要组成成分；一切生命活动离不开水 无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用 蛋白质：生命活动（或性状）的主要承担 者体现者核酸：携带遗传信息 糖类：主要的能源物质 脂质：主要的储能物质 存在方式生理作用 水 结结合水 4.5% 自由水 95%部分水和细细胞中 其他物质结质结 合。细细胞结结构的组组成成分。绝绝大部分的水以 游离形式存在，可以自由 流动动。1细细胞内的良好溶剂剂； 2参与细细胞内许许多生物化学反应应； 3水是细细胞生活的液态环态环 境； 4水的流动动，把营营养物质质运送到细细胞，并把废废物 运送到排泄器官或直接排出；无 机 盐盐多数以离子状态态存，如K+、 Ca2+、Mg2+、Cl-、PO2+等1细细胞内某些复杂杂化合物的重要组组成部分，如 Fe2+是血红红蛋白的主要成分； 2维维持生物体的生命活动动，细细胞的形态态和功能； 3维维持细细胞的渗透压压和酸碱平衡；第二章第五节 细胞中的无机物作业： 1.从实验原理（待测成分）、实验材料、相 应试剂、操作步骤、实验现象等角度入手， 总结本章实验； 2.从元素组成、结构、单体、分布（哪类细 胞、细胞中的哪些位置）、功能等角度入手 总结构成细胞的各种有机物的 相关知识试剂试剂成分实验现实验现 象常用材料蛋白质质双缩脲缩脲A: 0.1g/mL NaOH紫色大豆 鸡鸡蛋B: 0.01g/mL CuSO4脂肪苏苏丹橘黄色花生苏苏丹红红色还还原糖斐林（班 氏)0.1g/mL NaOH浅蓝蓝色棕色砖砖 红红色沉淀苹果、梨、 白萝萝卜 0.05g/mL CuSO4淀粉碘液I2蓝蓝色马铃马铃 薯可溶性还原糖的鉴定：制备组织样液（提取或分离出含还原 性糖的过程） 鉴定样液 （取样液2mL于试管中加刚配的斐林（班氏）试 剂2mL水浴2min左右观察颜色变化）蛋白质的鉴定：制备样液(制备豆浆或稀释蛋清) 鉴定(试管中加样液2mL加2mL双缩脲试剂A摇均双缩脲 试剂B试剂34滴摇均观察颜色变化)脂肪的鉴定：制作切片（含脂肪量越高的组织越好，切片越 薄越好） 染色（滴苏丹染液23滴切片上23min后吸去染液 滴体积分数50%的酒精洗去浮色吸去多余的酒精） 制作装片（滴12水于材料切片上盖上盖玻片） 镜检鉴定（显微镜对光低倍镜观察高倍镜观察） 总结：三大类物质的鉴定步骤都是：取样 颜色反应 观察 鉴定，但可溶性还原糖鉴定要水浴加热，脂肪鉴定要洗去浮 色后制片再用显微镜观察，蛋白质鉴定要先加双缩脲试剂A液 （质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液），后加B液（质量浓度为 0.01g/ml的CuSO4溶液）。 第2节生命活动的主要承担者蛋白质一.蛋白质的结构与功能 1.氨基酸的结构与脱水缩合 （1）蛋白质的组成元素：C、H、O、N等（S） （2）蛋白质的基本组成单位：氨基酸（约20种）必需氨基酸和非必需氨基酸 （3）氨基酸的结构通式：各种氨基酸之间的区别在于R基的不同（4）氨基酸的特点： 数量上：至少含有一个氨基（NH2）和 一个羧基（COOH） 结构上：有一个氨基和羧基连接在同一个 碳原子上（6）脱水缩合肽键由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个 肽键的化合物，叫多肽。多肽呈链状结构，叫肽 链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。 N个氨基酸分子形成M条肽链，则脱去（NM） 个水分子，同时形成（NM）个肽键。 2.蛋白质的化学性质加热、X射线照射、强酸、强碱、重金属盐 、乙醇等处理都可引起蛋白质的变性。所以在临 床中用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌 ，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性 而失去致病性和繁殖能力。3.蛋白质分子结构多样性的原因： （1）组成蛋白质的氨基酸分子的种类不同； （2）组成蛋白质的氨基酸分子的数量成百上 千； （3）组成蛋白质的氨基酸分子的排列次序变 化多端； （4）蛋白质分子的空间结构不同。4.蛋白质的功能（由分子结构的多样性决定）： （1）有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质 ，如人和动物的肌肉主要是蛋白质； （2）有些蛋白质有催化作用，如参与生物体各种 生命活动的绝大多数酶； （3）有些蛋白质有运输作用，如细胞膜上的载体 、红细胞中的血红蛋白； （4）有些蛋白质有调节作用，如胰岛素和生长激 素都是蛋白质，能够调节人体的新陈代谢和生长发 育； （5）有些蛋白质有免疫（包括细胞识别）作用， 如动物和人体的抗体能清除外来蛋白质对身体生理 功能的干扰，起着免疫作用。二. 应用归类 1. 有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算 m个氨基酸分子缩合成n条多肽链时，要脱下m-n 个水分子，同时形成个m-n肽键，可用公式表示 为： 肽键数目=脱下的水分子数=水解时需要的水分子 数=氨基酸数（m）肽链条数（n） 例1. 血红蛋白分子有574个氨基酸，4条肽链，在 形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的 肽键数分别是（ ） A. 573和573B. 573和570 C. 570和573D. 570和5702. 有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算 氨基酸之间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在 ，形成的多肽的一端是-NH2，另一端是COOH，所 以对于n条肽链的多肽，每1条肽链至少应有1个-NH2 ，1个COOH，若还有-NH2或COOH，则存在于 R基中。 （1）至少含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数 例2. 某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个 ，则此分子中含有-NH2或COOH的数目至少为 A.112、112 B. 109、109 B.C. 9、9 D. 3、3（2）游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中 含有的氨基或羧基数 例3. 现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个 ，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中 氨基、羧基的数目分别是（ ） A. 1016、1046 B. 4、4 C. 24、54 D. 1024、10543. 有关蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目氨基酸 的平均分子质量脱下水的数目18 例4. 已知20种氨基酸的平均分子质量是128， 某蛋白质分子由两条肽链组成，共有肽键 98个，该蛋白质的分子质量最接近于（ ） A. 12800B. 12544 C. 11036 D. 128884. 有关蛋白质种类的计算 例5. 由4种氨基酸，每种氨基酸数量不限，最多 能合成不同结构的三肽有（ ） A. 4种B.12种 C. 24种D. 64种5. 有关氨基酸数、mRNA和DNA中碱基数之间 的计算 DNA中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨 基酸数=6：3：1 例6. 一条多肽链含氨基酸1000个，则作为合成 该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使 RNA的基因分子中分别至少有碱基（ ） A. 3000个和3000个B. 3000个和6000个 C. 1000个和4000个D. 1000个和3000个6. 关于蛋白质相对分子质量、氨基酸数、DNA 中碱基数之间的综合计算 例7.由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多 肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为 a，则该蛋白质的分子量最大为 （ ） Ana/6 Bna/3-18（n/3 1） Cna/618（n1） Dna/6-18（n/6-1）“两个标准”是指判断组成蛋白质的氨基 酸必须同时具备的标准有2个：一是数量标准 ，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和 一个羧基；二是位置标准，即都是一个氨基 和一个羧基连接在同一个碳原子上。 “三个数量关系”是指蛋白质分子合成 过程中的3个数量关系（氨基酸数、肽键 数或脱水分子数、肽链数），它们的关 系为：当m个氨基酸缩合成一条肽链时 ，脱水分子数为m-1，形成m-1个肽键， 即脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1 ；当m个氨基酸形成n条肽链时，肽键数 =脱水分子数=m-n。结构吡罗红罗红检测方法主要存在于细细胞质质中。主要存在于细细胞核，少量在线线粒体 和叶绿绿体中。存在将遗传遗传 信息从DNA传递给传递给 蛋白质质。主要的遗传遗传 物质质，编码编码 、复制遗遗 传传信息，并决定蛋白质质的合成。功能A、G、C、UA、G、C、T含氮 碱基核糖脱氧核糖五碳糖H3PO4磷酸成 分单单体核糖核酸（RNA）脱氧核糖核酸（DNA）分类类C、H、O、N、P元素组组成甲基绿绿 以其为遗传物质 的生物类群细细胞生物和DNA病毒RNA病毒两条脱氧核苷酸链构成双螺旋结构一条核苷酸链核酸 一切生物的遗传物质，是遗传 信息的载体，是生命活动的控制者。动动物糖原（肝、肌 ）细细胞壁的组组成成分；重 要的储储存能量的物质质；植物淀粉、纤维纤维 素 多糖动动物乳糖植物麦芽糖、蔗糖二糖 C12H22O11是生物体进进行生命活动动 的重要能源物质质（70以 上）；主要在 细细胞质质六碳糖：葡萄 糖C6H12O6、果 糖等脱氧核糖核酸的组组成成分 ；主要在 细细胞核脱氧核糖 C5H10O4核糖核酸的组组成成分；主要在 细细胞质质核糖C5H10O5单单糖C、H 、O糖 类类生理功能存在类别类别元素促进钙进钙 、磷的吸收和利用；维维生素D促性器官发发育和生殖细细胞形成，维维持第二性征性激素动动物细细胞膜的重要成分，脂质质运输输；动动物胆固醇固 醇构成生物膜的重要成分；脑脑、豆磷脂储储存能量（C、H含量高，良好的储储能 物质质）维维持体温恒定、缓缓冲和减压压；动动、植物脂肪C、H 、O 有的 还还有N 、P脂 质质生理功能存在类别类别元素化学元素 化合物 原生质质 细细胞小结 化合 有机组合 分化每一个单单体都以若干个相连连的碳原子构成的碳链为链为 基本骨架，由 许许多单单体连连接成多聚体。组组成生物体的任何一种化合物都不能够单够单 独地完成某一种生命 活动动，而只有按照一定的方式有机地组织组织 起来，才能表现现出细细胞和 生物体的生命现现象。细细胞就是这这些物质质最基本的结结构形式。原生质质： 1泛指细细胞内的全部生命物质质，但并不包括细细胞内的 所有物质质，如细细胞壁； 2包括细细胞膜、细细胞质质和细细胞核三部分；其主要成分 为为核酸、蛋白质质（和脂类类）； 3动动物细细胞可以看作一团团原生质质。 细细胞质质： 指细细胞中细细胞膜以内、细细胞核以外的全部 原生质质。 原生质层质层 ：成熟的植物细细胞的细细胞膜、液泡膜以及两 层层膜之间间的细细胞质质，相当于一层层半透膜。