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第2章组成细胞的分子组成本章知识框架组成细胞的分子细胞中的元素和化合物生活动的主要承担者-蛋白质细胞中的糖类和脂质遗传信息的携带者-核酸细胞中的无机物生物界和非生物界具有(种类相同)生物界和非生物界具有(含量不同)分类依据含量分大量元素：等：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等依据作用分最基本元素：基本元素：元素：C、H、O、N、P、S存在形式：大多数以的形式存在作用组成进而构成细胞，如蛋白质、核酸影响生物体的，如缺B影响花粉萌发特点C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca微量元素CC、H、O、N主要化合物生命活动化合物统一性差异性20常见种类：主要有多种微量元素的记忆新（Zn）铁（Fe）臂（B）阿童（Cu）木（Mo）猛（Mn）一、细胞中的元素和化合物（识记）但是必需元素。（一）组成细胞的化学元素按元素在生物体内的作用还可分为：注：无论是细胞干重还是鲜重，C、H、O、N是含量最多的元素。最基本元素基本主要元素、大量元素、微量元素鲜重条件下：O(65%)＞C(18%)＞H(10%)＞N(3%)＞干重条件下：C(55.99%)＞O(14.62%)＞N(9.33%)＞H(7.46%)＞鲜重下O元素最多的原因是：干重下C元素最多的原因是：H2O在细胞中含量最多蛋白质含量最多根据教材P17页图2-1和图2-2能够得出什么结论在组成细胞的化合物中，占细胞鲜重、干重百分比顺序分别是（识记）鲜重：水＞蛋白质＞脂质＞糖类和核酸，干重：蛋白质最多。蛋白质水二、组成细胞的化合物提醒细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的无机化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重50%以上的化合物水细胞内含量仅次于水的化合物细胞内含量最多的有机化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重50%以上的化合物蛋白质判一判精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类。提示错；上述细胞中含量最多的都是水，不要被干扰信息所迷惑而掉进陷阱。3．讨论：生物界的统一性和差异性（理解掌握）(1)统一性具体体现在：（2）差异性：①从化学元素分析:组成生物体的化学元素种类大体相同。②从分子水平分析：所有生物DNA分子的空间结构和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；所有生物共用一套遗传密码子；③从结构角度分析：除病毒外生物体都是由细胞构成的。从元素的角度分析主要体现在：不同生物体内同种元素的含量差别较大。蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。统一性强调是：差异性强调是：种类基本相同含量差别较大思考1：生物界与非生物界的统一性和差异性与生物界的统一性和差异性有区别吗？来自于无机环境、返回无机环境。:思考2：从最终来源上看，生物体内各种元素的来源和去向是想考3：生物体直接或间接获得无机环境中元素的方式有什么不同形式定义含量功能（举例）自由水结合水二、细胞中的无机物(一).细胞中水的存在形式和生理功能：（识记）细胞中游离态的水，可以自由流动细胞中与其他物质相结合的水95％以上约4.5％①细胞内的良好溶剂②参与多种生物化学反应③构成细胞生活的液体环境④运送营养物质和代谢废物细胞结构组成成分•①代谢旺盛的细胞或组织代谢缓慢的细胞或组织•②幼嫩部位细胞衰老部位细胞；•③幼年个体成年个体老年个体；(二).水与代谢的关系（掌握）(1)同一生物不同器官水的含量也不同如：(2)不同的生物体内水的含量差别很大如：水的分布规律④水生生物陆生生物。(三)细胞中产生水的代谢和利用水的代谢(掌握）项目产生水的代谢利用水的代谢光合作用碳反应阶段光反应阶段需氧呼吸第三阶段第二阶段蛋白质代谢脱水缩合生成多肽多肽的水解过程糖代谢二糖、多糖的合成二糖多糖的水解核酸DNA复制、转录、翻译核酸的水解ATP代谢ATP的合成ATP的水解1.沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物（）A.水B.蛋白质C.脂质D.糖类A2.生石花生活在南非多石的干旱地区，在生石花细胞中含量最多的化合物是（）A.蛋白质B.脂质C.糖类D.水D练一练3、分辨下列哪些是自由水？哪些是结合水？A、蒸腾作用失去的水B、在心肌中大部分的水C、运动时流出来的汗D、血液中大部分的水BACD是结合水的：是自由水的：4、下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是：A休眠的蚕豆子叶细胞B玉米胚乳细胞C洋葱根尖分生区细胞D成熟柑橘果肉细胞A种子晒干种子烘干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠分别失去的主要是什么水种子晒干还能再萌发吗？种子烘干还能再萌发吗？种子为什么要晒干储存？1、水是极性分子，是良好溶剂，能溶解叶绿素5、同一质量的同种溶质，水越多，渗透压就越大2、呼吸作用是产生水的过程同时产生大量的3、光合作用是产生水的过程同时产生大量的ATP4、10个氨基酸形成十肽，需要消耗10分子的水如图21中图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是()A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是aB．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的bC．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、ND．图2中含量最多的元素是a，数量最多的也是a[答案]D[解析]根据扇形图的比例可判断正常细胞中A、B分别为H2O和蛋白质，它们的共有元素为H、O，而O在活细胞中含量最多；细胞脱水后则A是蛋白质，蛋白质是以碳为骨架建立的大分子物质，其中碳含量最多，即为图2中的b；B物质是蛋白质，在正常细胞中含量次之，具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N，可能还含有S、P等其他元素；细胞中某元素的含量多，其数量不一定也多，反之亦然，如细胞中氢元素数量最多，但由于其原子量最小，所以其含量仅居第三。(四）.自由水与结合水的关系（理解掌握）⑴在一定温度条件下自由水和结合水如何转化。⑵两者的相对含量（自由水/结合水）是如何影响生物组织的代谢速率和抗逆性的自由水结合水自由水/结合水比值高，代谢快，抗逆性低自由水/结合水比值低，代谢慢，抗逆性强低温高温（五）．细胞中的无机盐(识记）(1)存在形式：(2)生理功能（讨论总结）：①大多数以离子形式存在，如Na+、K+等。②少数与化合物结合，如I-甲状腺激素的成分①化合物的重要组成成分：如Mg2+是叶绿素必需的成分；Fe2+是血红蛋白的重要成分。②维持细胞和生物体的正常生命活动：如Ca2+，钙盐的含量过低就会出现抽搐，Mg2+是许多酶的激活剂等。a．渗透压的平衡——Na+、对细胞外液渗透压起重要作用，K+则对细胞内液渗透压起决定性作用。b．酸碱平衡——血液中最主要的缓冲对是由碳酸氢钠(钾)和碳酸所构成的，即NaHCO3/H2CO3或KHCO3/H2CO3。c．离子平衡——动物细胞内外Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的。③维持生物体内的平衡（具体有哪些）归纳总结：无机盐与人体健康的关系I－缺乏时患地方性甲状腺肿Fe2＋缺乏时患缺铁性贫血Ca2＋血钙过低，发生抽搐；过高，患肌无力Na＋维持细胞外液渗透压K＋维持细胞内液渗透压1常见无机盐与人体健康的关系++叶绿素分子中含有镁元素动物血液中缺钙会抽搐当我们跑完1000米后，身体会产生乳酸，但我们的血浆很快就会恢复为正常的酸碱度4.把人的红细胞置于蒸馏水；0.9%的生理盐水;30%的盐水中红细胞的形态如图无机盐是细胞的重要组成成分无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用无机盐对维持生物体的酸碱平衡有重要作用动手连一连:实例作用2.科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下，其中花卉根细胞吸收最少的离子是离子培养液浓度/mol·L-1K+1Na+1Mg2+0.25Ca2+1NO3-2H2PO4-1SO32-0.25Zn2+1A.Ca2+B.SO32-C.Zn2+D.H2PO4-（）C3.一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的百分比）如下表数据，下列有关叙述正确的是（）元素CHONPCaS植物（%）43.576.2444.431.460.200.230.17动物（%）55.997.4614.629.333.114.670.78A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大C.N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐D.经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体A已知Mn2＋是许多酶的活化剂,如能激活硝酸还原酶，缺Mn2＋的植物无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子A、对维持生物体生命活动有重要作用B、对维持细胞形态有重要作用C、对维持酸碱平衡有重要作用D、对调节细胞内的渗透压有重要作用A【例2】植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请据图推断以下有关说法错误的是()A．冬季来临过程中，自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因B．结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关C．随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减少，组织的含水量下降D．随温度的缓慢降低，植物的细胞呼吸逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗答案：A元素种类分布功能单糖核糖脱氧核糖葡萄糖果糖半乳糖细胞中都有细胞中都有细胞中都有植物细胞中动物细胞中组成RNA的成分组成DNA的成分最重要的能源物质提供能量提供能量三、细胞中的有机物糖类和脂质（识记）CHO五碳糖六碳糖种类分布功能麦芽糖蔗糖乳糖发芽的小麦、谷粒甘蔗、甜菜人和动物乳汁都能提供能量二糖种类分布功能多糖淀粉纤维素糖原植物细胞植物细胞动物的肝脏和肌肉中主要的贮能物质细胞壁的主要成分主要的贮能物质和调节血糖(合成）叶绿体（合成）高尔基体思考：1、所有糖都甜吗？2、所有糖都溶于水吗？3、所有糖都能水解吗？6、所有糖都是供能物质吗？5、所有糖与试剂反应都成砖红色沉淀吗？7、说说以上糖在人体中的分布？8、细菌中有糖类吗？纤维素，淀粉等都没有甜味。小分子的糖易溶于水，如葡萄糖，果糖、蔗糖等大分子的糖不溶于水，如淀粉、纤维素常见的二糖，多糖都可水解，葡萄糖，果糖，半乳糖这类的单糖不能水解，4、所有糖的单体都是葡萄糖吗？乳糖，是一分子葡萄糖和一分子半乳糖蔗糖，是一分子葡糖糖和一分子果糖所有的单糖都有还原性，所有的多糖都没有还原性，二糖除蔗糖无还原性外其他都有还原性。常见葡萄糖、果糖、麦芽糖，斐林试剂能够检测。(2)非还原(性)糖：常见蔗糖、淀粉、纤维素、糖原(元)等，斐林试剂不能检测。纤维素、核糖不能供能（元素）种类功能脂质的种类及功能（识记）脂肪CHO固醇类磷脂胆固醇性激素维生素D细胞内良好的储能物质细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等多种膜结构重要成分动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输促进生殖器官的发育及生殖细胞的形成，激发并维持第二性征促进人和动物对钙和磷的吸收脂肪是主要的储能物质，不构成膜结构，磷脂和胆固醇（动物）参与膜结构的构成。脂质和糖类的比较考向脂质糖类相同点元素组成都含有C、H、O三种元素代谢终产物都是二氧化碳和水能量代谢氧化分解过程中都有能量的释放(生成ATP)│考向互动探究脂质糖类不同点种类脂肪、磷脂、固醇单糖、二糖、多糖相同质量时，C、H元素所占比例高低在相同质量，彻底氧化分解时释放能量多少产生的水多少消耗氧气多少主要功能①细胞内的主要贮能物质，如脂肪②构成生物膜的重要成分，如磷脂③调节新陈代谢和生殖，如性激素①主要的能源物质②构成细胞结构，如糖被、细胞壁③核酸的组成成分，如核糖四、遗传信息的携带者-核酸1、元素组成及种类CHONP•2．DNA与RNA的异同点│考向互动探究项目共同点不同点应用DNARNA组成结构分布基本单位—核苷酸五碳糖、磷酸含氮碱基—A、C、G链状脱氧核糖核糖特有—T特有—U多双链规则双螺旋结构多单链不具双螺旋结构真核细胞的细胞核、线粒体和叶绿体主要在细胞核中主要在细胞质中可依据五碳糖及