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第二章组成细胞的分子第一节细胞中的元素和化合物细胞组成化合物元素构成物质基础结构基础一、组成生物体的化学元素（必需）大量元素:占生物总重量万分之一以上的元素常见的20多种元素微量元素:占生物总重量万分之一以下的元素Zn、Fe、B、Cu、Mo、MnC、H、O、N、P、S、K、Ca、MgC、H、O、N、P、S、C、H、O、N、C、最基本元素主要元素基本元素矿质元素：除CHO外的注意：无论是大量元素还是微量元素都是生物体不可缺少的必需元素。二、组成生物体的化学元素的重要作用化学元素构成细胞组成化合物生命活动影响蛋白质核酸糖类脂质无机盐水缺Mg:缺叶绿素使植物发黄缺Ca:幼年软骨病、青少年佝偻病、老年骨质疏松；元素在生物体中作用缺乏症Fe构成血红蛋白贫血F强壮牙和骨骼蛀牙（龋齿）I合成甲状腺激素的原料甲状腺肿大Zn植物体不能合成生长素小叶病B促进花粉的萌发和花粉管的伸长花而不实与元素有关的学科内综合问题：植物的矿质元素（17种）与植物生命活动（光合作用）有关的元素：----形成蛋白质（酶）、ATP、NADP＋----形成ATP、NADP＋、核酸、磷脂----糖类的合成和运输----形成叶绿素----促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。NPKMgB化学元素在实验中的应用------同位素标记法与人和动物生命活动有关的元素：-----可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性-----血红蛋白-----甲状腺激素-----维持人体细胞外液渗透压-----可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。KFeINaCa三、生物界与非生物界的统一性和差异性组成生物体的元素来自自然界生物界与非生物界组成生物体的基本元素可在生物界和非生物界之间反复循环运动组成生物体元素含量与自然界含量相差很大(种类：统一性)(含量：差异性)生物界的统一性①从元素角度：组成生物体的化学元素种类大体相同。②从分子水平a．DNA的空间结构和基本单位相同；b．共同一套遗传密码。③从结构角度：除病毒外，生物体都由细胞组成。④从能量角度：都以ATP为直接能源。组成细胞的化合物有机化合物无机化合物水85－90％无机盐1－1.5％糖类核酸蛋白质7－10％脂质1－2％1－1.5％含量（鲜重）3.衰老的细胞含水少，新陈代谢降低，细胞内的哪种水减少了？1．细胞鲜重和干重中含量最多的元素是？2．细胞鲜重和干重中含量最多的物质是？鲜重：OCHN干重：CONH鲜重：水干重：蛋白质自由水（一）水的存在形式和生理作用1、存在形式结合水自由水2．自由水与结合水的相互转变自由水结合水3．水分含量与新陈代谢和生物抗性的关系自由水相对含量越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；自由水相对含量越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。4．水的生理作用(1)结合水：是细胞结构的重要组成成分。(2)自由水：①是细胞内的良好溶剂②参与细胞内的生化反应③运输营养物质和代谢废物④为细胞提供液体环境有水参与的生化反应：①光合作用光反应②有氧呼吸第二阶段③物质的水解需要消耗水有关的学科内综合问题：有水生成的生化反应：①有氧呼吸第三阶段②蛋白质合成③光合作用暗反应植物动物吸胀作用渗透作用蒸腾作用生物体内水的来源和去路：食物饮水代谢水肾脏排尿肺排水汽皮肤排汗大肠排便（二）无机盐的存在形式和生理作用含量极少，但种类甚多存在形式多数以离子形式存在如K+、Na+、Cl-少数以化合物形式存在如ATP、DNA含磷酸基组成骨骼、牙齿CaCO3生理作用组成复杂化合物维持生命活动维持渗透压平衡（K，Na）维持酸碱平衡（H2CO3/NaHCO3）（穿膜方式：主动运输）1、根细胞吸收矿质元素离子的原理（方式）\特点\条件\影响因素；2、人体对无机盐的吸收和排泄化合物试剂现象注意事项还原糖葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖脂肪蛋白质淀粉斐林试剂苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）碘液双缩脲试剂砖红色沉淀橘黄色（或红色）蓝色紫色甲、乙液等量混合水浴加热，颜色变化过程显微镜观察先A液，摇匀，后B液浅蓝色→棕色→砖红色变紫色实验补充注意事项：糖类的检测：1、选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织。2、斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1g/mL）乙液（CuSO4：0.05g/mL）来保存，使用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测。3、还原性糖的鉴定还可以使用班氏糖定性试剂。脂肪的检测：1、切片要尽可能的薄。2、染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色。3、观察时找最薄处，最好只有1—2层细胞。蛋白质的检测：1、用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗净。2、双缩脲使用时，应先加A造成碱性环境，再加B。2学时组成生物体的有机化合物（三）糖类的元素组成分类生理功能单糖五碳糖核糖脱氧核糖RNA主要成分之一DNA主要成分之一六碳糖葡萄糖（C6H12O6）,重要能源物质果糖半乳糖二糖麦芽糖乳糖蔗糖水解水解水解2分子葡萄糖1分子葡萄糖+1分子果糖1分子葡萄糖+1分子半乳糖多糖淀粉植物细胞储能物质(果实、块根、块茎等)纤维素植物细胞壁成分,结构多糖糖原动物细胞储能物质(肝脏骨骼肌中)糖类的生理作用:1、组成细胞的重要成分2、主要能源物质3、参与遗传物质的组成---纤维素---脱氧核糖---葡萄糖，淀粉，糖原能源物质问题：细胞内的重要能源物质：植物体内的储能物质：动物体内的储能物质：生物体内的储能物质：生物生命活动的主要能源物质：直接的能源物质：最终的能量来源：葡萄糖淀粉糖原脂肪ATP太阳能糖类细胞中还原糖的鉴定及其原理人体糖代谢：来源（消化和吸收）、去路（分解、合成和转化）糖与蛋白质和脂肪之间的转化关系与血糖调节有关的激素培养基配制时糖类做源（四）脂质的元素组成分类生理功能元素是C、H、O,其中O含量很低,CH比例较高脂肪(储能脂)磷脂(结构脂)磷脂是细胞的各种膜结构的骨架物质固醇胆固醇性激素维生素D(调节脂)维持正常的新陈代谢和调节生殖过程元素是C、H、O、P元素是C、H、O1、脂溶性物质进出细胞的方式2、人体内血脂的来源和去路3.磷脂的主要作用:1)生物膜的骨架2)与脂肪的运输有关下列有关糖类和脂质的叙述，不正确的是（）A．脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂B．植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C．固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能D．葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动物细胞共有的糖类B２．基本单位：氨基酸H|R—C—COOH|NH2羧基氨基中心C原子（五）蛋白质的元素组成分类生理功能含量:占细胞干重的50%以上相对分子量:几万到几百万以上主要元素:C、H、O、N,有的含P、S哪些是氨基酸?分别找找每个氨基酸的R基是什么?COOH┃━Ｃ━┃HNH2CH3①NH2—CH2—CH2OH②┃━Ｃ━┃HCOOHNH2COOH③┃━Ｃ━┃HCOOHNH2CH2—NH2④┃━Ｃ━┃HCOOHNH2CH2—SH⑤NH2—CH2—CH2—COOH⑥┃━Ｃ━┃HCOOHNH2H⑦３．形成方式：脱水缩合氨基酸多肽蛋白质４．有关计算：(１)游离的氨基数＝肽链数＋Ｒ基上的氨基（或羧基数）（或羧基）(２)肽键数＝水分子数＝氨基酸数－肽链数(３)m个氨基酸形成n条肽链脱水m－n个蛋白质的分子量＝am－１８（m－n）氨基酸的平均分子量蛋白质小结蛋白质元素组成、相对分子量结构基本单位:氨基酸（通式、结构特点和种类）化学结构：肽链空间结构：盘曲折叠脱水缩合结构的多样性决定功能构成细胞和生物体的重要物质催化作用:酶运输作用:血红蛋白、载体调节作用:胰岛素、生长激素等免疫作用:抗体功能的多样性C、H、O、N+P+Mg+I+FeABCDA、B、C、D分别是什么物质，功能是什么A：B：C：D：叶绿体吸收、转化和传递光能血红蛋白运输氧气核酸ATPNADPH磷脂甲状腺激素（六）核酸元素组成：C、H、O、N、P等基本单位：核苷酸核苷酸核糖核苷酸1磷酸+1核糖+1含氮碱基脱氧核糖核苷酸1磷酸+1脱氧核糖+1含氮碱基脱氧核糖碱基磷酸AGC碱基AGCTAGCU（4种）（4种）（8种）核酸核糖核酸（RNA）脱氧核糖核酸（DNA）主要存在于细胞质中主要存在于细胞核中功能生物的遗传物质对于生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用蛋白质和核酸的比较记忆元素组成分子结构多样性形成场所主要功能相互关系蛋白质与核酸的关系----核酸控制蛋白质的合成－－基因的表达ＤＮＡmＲＮＡ蛋白质密码子转录翻译n对碱基n个碱基n／３个氨基酸631化学元素(C、H、O、N)化学元素(C、H、O、N)组成氨基酸脱氧核苷酸组成核糖核苷酸聚合聚合肽链脱水缩合RNADNA转录翻译折叠蛋白质染色体染色质总结:化合物只有按照一定的方式有机组织起来才能表现出生命现象，任何一种化合物都不能单独的完成某一种生命活动。细胞就是这些物质最基本的结构形式组成生物体的化学元素大量元素微量元素化合组成生物体的化合物无机物水无机盐有机物核酸蛋白质脂类糖类组成细胞每条肽链至少有一个氨基和一条羧基M个氨基酸形成n条肽链，失水个数=肽键个数＝m-nC、H、O、N+P+Mg+I+FeABCDA、B、C、D分别是什么物质，功能是什么A：B：C：D：叶绿体吸收、转化和传递光能血红蛋白运输氧气核酸ATPNADPH磷脂甲状腺激素基本单位:氨基酸(大约20种)羧基氨基┃━Ｃ━┃HCOOHNH2R可变基团特点:至少有一个羧基和一个氨基连在同一个C原子上.哪些是氨基酸?分别找找每个氨基酸的R基是什么?COOH┃━Ｃ━┃HNH2CH3①NH2—CH2—CH2OH②┃━Ｃ━┃HCOOHNH2COOH③┃━Ｃ━┃HCOOHNH2CH2—NH2④┃━Ｃ━┃HCOOHNH2CH2—SH⑤NH2—CH2—CH2—COOH⑥┃━Ｃ━┃HCOOHNH2H⑦