必修一第二章組成細(xì)胞的分子知識(shí)點(diǎn)高一上學(xué)期生物人教版必修1

第二章組成細(xì)胞的分子第一節(jié)組成細(xì)胞的元素和化合物組成細(xì)胞的元素在元素種類上，說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。在元素含量上，說明生物界和非生物界具有差異性。不同生物個(gè)體，在元素種類上基本相同，在元素含量上不同。同種生物在元素含量上是不同的。常見的組成細(xì)胞的化學(xué)元素有20多種。大量元素（占物體總量萬(wàn)分之一以上）根據(jù)元素含量微量元素元素分類最基本元素根據(jù)元素作用基本元素主要元素畫圖：CHONPSKCaMg最基本元素基本元素主要元素eg注意：含量少的元素一定是微量元素嗎？不是，微量元素還必須是生命活動(dòng)所必需的元素。鮮重：細(xì)胞正常狀態(tài)下的質(zhì)量。干重：細(xì)胞去除水后的質(zhì)量。細(xì)胞鮮重時(shí)，前四個(gè)元素的排列：O>C>H>Neg注意：O是含量最多的元素，H是原子數(shù)目最多的元素。細(xì)胞干重時(shí)，前四個(gè)元素的排列：C>O>N>Heg生活在沙漠中的仙人掌細(xì)胞中化合物含量最多的是水組成細(xì)胞的化合物組成細(xì)胞的各種元素大多以化合物形式存在水（70%90%）無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)鹽(1%1.5%)細(xì)胞中的化合物蛋白質(zhì)(7%10%)有機(jī)化合物脂質(zhì)(1%2%)核酸和糖類(1%1.5%)細(xì)胞鮮重中，含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。細(xì)胞干重中，含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)①檢測(cè)生物組織中的還原糖實(shí)驗(yàn)材料含糖量高且顏色為白色或接近白色還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖、半乳糖、核糖）注意：非還原糖（蔗糖—來自甘蔗和甜菜、淀粉、糖原、纖維素）不能被檢測(cè)☆原理：還原糖+斐林試劑（水浴加熱）磚紅色沉淀斐林試劑甲液和乙液等量混合配制成1ml溶液(含有Cu(OH)2藍(lán)色沉淀),且要現(xiàn)用現(xiàn)配。②檢測(cè)生物組織中的脂肪取材浸泡過的種子（泡時(shí)間太長(zhǎng)：種子太軟不成型，泡時(shí)間太短：切片不均勻）切片取薄片，放清水培養(yǎng)基里制片蘸→染（蘇丹Ⅲ/Ⅳ染液）→吸→洗（50%酒精去浮色）→滴觀察低倍鏡→高倍鏡（橘黃色/紅色脂肪顆粒）☆原理：脂肪+蘇丹Ⅲ/Ⅳ染液高倍顯微鏡下橘黃色/紅色脂肪顆粒③檢測(cè)生物組織中的蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)材料中雞蛋清稀釋液（不稀釋不易清理，且反應(yīng)不徹底）☆原理：蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑紫色絡(luò)合物雙縮脲試劑A液提供堿性環(huán)境OH先加1ml雙縮脲試劑B液（淺藍(lán)色）提供Cu2+再加4滴（過多會(huì)形成Cu(OH)2藍(lán)色沉淀）斐林試劑和雙縮脲試劑的區(qū)別斐林試劑雙縮脲試劑檢測(cè)化合物還原糖蛋白質(zhì)使用原理新配置的Cu（OH）2堿性環(huán)境下的Cu2+CuSO4溶液濃度試劑添加順序等量混合，現(xiàn)用現(xiàn)配分先后反應(yīng)條件水浴加熱呈色反應(yīng)磚紅色紫色相同點(diǎn)都含有NaOH和CuSO4，且NaOH濃度一樣④檢測(cè)淀粉☆原理：淀粉+碘液藍(lán)色第二節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物一、細(xì)胞中的水不同生物的含水量不同。如水母高達(dá)97%水生動(dòng)物＞陸生生物同一生物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期含水量不同。幼兒＞成人＞老年；男性>女性同一生物不同組織器官含水量不同。代謝旺盛＞代謝緩慢；幼嫩細(xì)胞＞衰老細(xì)胞存在形式含量功能聯(lián)系水自由水約95.5％1.是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑。2.參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)。3.為細(xì)胞提供液體生活環(huán)境。4.運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。它們可相互轉(zhuǎn)化；自由水/結(jié)合水比值高，代謝旺盛；自由水/結(jié)合水比值低，代謝緩慢,抗逆性高。結(jié)合水約4.5％細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分水是極性分子，具有流動(dòng)性和較高比熱容。種子曬干后，失去的是自由水，用水浸泡仍能萌發(fā)，失去自由水的種子仍具有生理活性。曬干的種子酒精燈加熱，試管壁上的是結(jié)合水，用水浸泡不能萌發(fā)，失去結(jié)合水后種子不再具有生理活性。二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞大多數(shù)以離子的形式存在。區(qū)別于細(xì)胞中元素的存在形式！無(wú)機(jī)鹽的作用：細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜化合物的重要組成成分。維持細(xì)胞正常生命活動(dòng)。維持細(xì)胞的酸堿平衡。維持細(xì)胞的滲透壓平衡。Ca2+過高，引起肌無(wú)力，過低，引起抽搐。生理鹽水是0.9%NaCl(氯化鈉)溶液。種類作用缺乏引起的癥狀Fe構(gòu)成血紅素的元素缺鐵性貧血Ca骨骼、牙齒的重要組成成分骨骼畸形、抽搐Mg構(gòu)成葉綠素的元素植物葉綠素合成受阻，影響光合作用Na（鈉）維持動(dòng)物細(xì)胞滲透壓動(dòng)物細(xì)胞滲透壓降低；過低時(shí)不能維持正常的細(xì)胞形態(tài)I（碘）甲狀腺激素的重要組成成分地方性甲狀腺腫；呆小癥B(硼)促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)油菜缺B時(shí)，“花兒不實(shí)”證明某無(wú)機(jī)鹽是否為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需植物正常生長(zhǎng)=====不是必需的無(wú)機(jī)鹽植物+所缺元素的培養(yǎng)基植物不正常生長(zhǎng)加入這個(gè)無(wú)機(jī)鹽正常生長(zhǎng)===該無(wú)機(jī)鹽是必需無(wú)機(jī)鹽細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)細(xì)胞中的糖類一般由C、H、O三種元素，大部分糖類Cm(H2O)m。2.單糖：不能水解。二糖：兩個(gè)單糖脫水縮合而成。多糖：多個(gè)單糖連接成長(zhǎng)鏈。種類分子式分布功能單糖五碳糖核糖C5H10O5動(dòng)植物均有RNA的重要組成成分脫氧核糖C5H10O4動(dòng)植物均有DNA的重要組成成分六碳糖葡萄糖C6H12O6動(dòng)植物均有生命活動(dòng)主要的能源物質(zhì)果糖植物特有提供能量半乳糖動(dòng)物乳汁中提供能量二糖蔗糖1分子葡萄糖+1分子果糖C12H22O11植物特有水解成單糖提供能量麥芽糖2分子葡萄糖乳糖1分子葡萄糖+1分子半乳糖動(dòng)物乳汁多糖淀粉由葡萄糖通過糖苷鍵連接而成(C6H10O5)n植物特有植物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)糖原動(dòng)物肝臟、肌肉動(dòng)物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)纖維素植物特有植物細(xì)胞壁的重要組成成分幾丁質(zhì)氨基葡萄糖的多聚體（含N元素）(C8H13O5N)n甲殼類動(dòng)物和昆蟲外骨骼等外骨骼的重要組成元素,用于醫(yī)藥、化工3.葡萄糖、果糖、乳糖的分子式都是C6H12O6，但分子空間結(jié)構(gòu)不同，稱為同分異構(gòu)體。4.非還原糖：蔗糖（二糖）、淀粉、纖維素、糖原。5.食物中的糖是如何成為人體細(xì)胞中的糖？消化水解吸收水解肝糖原肌糖原合成合成水解淀粉葡萄糖血液中的葡萄糖肝糖原肝糖原肌糖原合成合成水解大水合成量少解量肌糖原脂肪6.血液中的葡萄糖濃度應(yīng)該在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，血液中的葡萄糖低于正常值時(shí)，肝臟中的糖原分解產(chǎn)生葡萄糖做一個(gè)補(bǔ)充。（注意：肌糖原是不能分解的）7.牛、羊這些天天吃草的動(dòng)物，需要在他們體內(nèi)微生物的幫助下才能將纖維素分解掉。我們本身是不能消化纖維素的，平時(shí)要多吃含纖維素的食物是為了促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)。8.生命科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)非常重要的觀念，叫結(jié)構(gòu)決定功能。9.eg注意：是否所有糖都能寫成（CH2O）？否，如脫氧核糖是否所有寫成（CH2O）的都是糖？否，如甲醛是否所有糖類都是甜的？否，纖維素是否有甜味的都是糖？否，木糖醇葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生H2O、CO2、能量的功能：細(xì)胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)。細(xì)胞中的脂質(zhì)1.元素組成：C、H、O、(N、P)2.溶解性：不溶于水，溶解于有機(jī)溶劑，如丙酮、氯仿、乙醚等。脂肪組成：C、H、O功能：細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)。絕熱、保溫。脂質(zhì)緩沖、減壓。磷脂組成：C、H、O、N、P功能：細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜的重要組成成分。固醇組成：C、H、O膽固醇動(dòng)物細(xì)胞膜的重要成分，參加血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸。分類性激素促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成。維生素D促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣（Ca）和磷（P）的吸收。3.植物脂肪與動(dòng)物脂肪有何區(qū)別？脂肪飽和脂肪飽和脂肪酸（CC碳碳單鍵）室溫時(shí)呈固態(tài)（存在于動(dòng)物中）不飽和脂肪不飽和脂肪酸（C=C碳碳雙鍵）室溫時(shí)呈液態(tài)（植物）4.為什么等量的脂肪比糖類含能量多，卻不是生物體利用的主要能源物質(zhì)？①腦、神經(jīng)細(xì)胞只能利用糖類分解獲能。②脂肪是體內(nèi)最經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)備能源（在機(jī)體內(nèi)儲(chǔ)存時(shí)，所占體積是同等質(zhì)量糖類的四分之一），但在體內(nèi)氧化速度慢。③脂肪氧化消耗大量氧氣，糖類在有氧、無(wú)氧下都能氧化。供能順序：糖類>脂肪>蛋白質(zhì)。當(dāng)需要蛋白質(zhì)提供能量時(shí)，說明生物體已病重或生命接近終結(jié)。糖類脂肪C、H元素含量比低高等質(zhì)量氧化分解結(jié)果消耗氧氣少多生成水少多釋放能量少多蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者一、蛋白質(zhì)分子的功能1.作為結(jié)構(gòu)蛋白（構(gòu)成細(xì)胞和生物體的結(jié)構(gòu)，如頭發(fā)和肌肉）2.催化作用（酶絕大多數(shù)都是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA）3.運(yùn)輸作用（血紅蛋白）4.免疫作用（抗體）5.調(diào)節(jié)功能（某些激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，如生長(zhǎng)激素和胰島素）口訣：狗催運(yùn)面條概括蛋白質(zhì)的功能：蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者二、氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位1、氨基酸及其分類人體中氨基酸種類有21種，非必需氨基酸：人體自身能夠合成，可以通過其他化合物轉(zhuǎn)化而來。必需氨基酸：人體內(nèi)有8種（嬰兒9種——組氨酸），必須從食物中獲取。（甲攜來一本亮色書）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式畫圖注意：①氨基酸分子中至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且氨基和羧基要連在同一個(gè)碳原子上。（這也就是判斷一個(gè)有機(jī)物是不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的條件）②不同的氨基酸分子有不同的R基，這就是區(qū)分不同氨基酸的關(guān)鍵。③有些氨基酸含多個(gè)氨基或羧基，多的氨基和羧基在R基團(tuán)中。④注意不同基團(tuán)的書寫。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1.蛋白質(zhì)的合成產(chǎn)所：核糖體2.氨基酸分子結(jié)合方式：脫水縮合3.連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵名稱是肽鍵。4.畫圖（氨基酸脫水縮合示意圖）一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基，脫去一分子水而連接起來。5.氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的水中H的來源一個(gè)來自氨基、一個(gè)來自羧基，O來自于羧基。6.結(jié)構(gòu)層次：CHON(S)組成氨基酸脫水縮合肽鏈盤曲、折疊，蛋白質(zhì)具有一定空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的計(jì)算題1.脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)【注意】環(huán)肽：肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)=脫去的水分子數(shù)2.蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×183.至少含有的氨基數(shù)（羧基數(shù)）=肽鏈數(shù)如果問至少有多少個(gè)，則認(rèn)為R基中不存在氨基（羧基）。氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=氨基酸數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子的總數(shù)O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2X肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)脫水?dāng)?shù)蛋白質(zhì)的多樣性直接原因：組成肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同，所形成的肽鏈結(jié)構(gòu)不同。（構(gòu)成肽鏈的氨基酸角度）（2）肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別。（從空間結(jié)構(gòu)角度）2.根本原因：基因的多樣性和基因的選擇性表達(dá)。eg注意：（1）蛋白質(zhì)的組成元素還會(huì)含有S、Fe等（2）鹽析和變性之后的蛋白質(zhì)，肽鍵存在，仍然能與雙縮脲試劑結(jié)合產(chǎn)生紫色沉淀；酶解后，部分肽鍵斷裂；徹底氧化分解后，肽鍵斷裂。核酸是遺傳信息的攜帶者一、核酸元素組成：C、H、O、N、P分類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）分布：DNA主要在細(xì)胞核中，線粒體和葉綠體含有少量真核細(xì)胞RNA主要在細(xì)胞質(zhì)中原核細(xì)胞DNA主要在擬核區(qū)RNA細(xì)胞質(zhì)基本單位：核苷酸組成成分：一分子磷酸，一分子五碳糖，一分子含氮堿基畫圖：根據(jù)五碳糖的不同，核苷酸的分類：脫氧核糖核苷酸、核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸、核糖核苷酸，根據(jù)堿基不同分為：組成DNA的四種脫氧核糖核苷酸組成RNA的四種核糖核苷酸核苷酸的連接方式：畫圖核苷酸鏈：若干個(gè)核苷酸脫水縮合通過磷酸二酯鍵形成核苷酸鏈。DNA一般由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成，RNA一般由一條核糖核苷酸鏈組成。項(xiàng)目DNARNA基本單位名稱脫氧（核糖）核苷酸核糖核苷酸組成無(wú)機(jī)酸磷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、C、G（共有）TU種類4種4種一般結(jié)構(gòu)雙鏈單鏈分布主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞質(zhì)A和T連接比G和C連接更穩(wěn)定核酸的的特點(diǎn)：多樣性—組成DNA分子的脫氧核苷酸數(shù)量大，其排列順序極其多樣化，儲(chǔ)存的信息量非常大。特異性—每個(gè)DNA分子的脫氧核苷酸具有特定的排列順序。核酸的功能：核酸是遺傳信息的攜帶者，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成中具有重要的作用。病毒只含有一種核酸：DNA或RNA。二、生物大分子以碳鏈為基本骨架1.細(xì)胞中生物大分子的種類：多糖、蛋白質(zhì)、核酸。每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳鏈為基本骨架，生物大分子是由許多單體連接成的多聚體。名稱基本單位化學(xué)通式聚合方式多樣性的原因多糖葡萄糖（通常情況）C6H1206脫水縮合①葡萄糖數(shù)目不同②糖鏈的分支不同③化學(xué)鍵不同蛋白質(zhì)氨基酸①氨基酸數(shù)目不同②氨基酸種類不用③氨基酸排列順序不同④肽鏈的折疊方式及空間結(jié)構(gòu)不同核酸(DNA和RNA)核苷酸①核苷酸數(shù)目不同②核苷酸排列順序不同③核苷酸種類不同生物大分子的組成特點(diǎn)及多樣性的原因初級(jí)水解、徹底水解、氧化分解：物質(zhì)初級(jí)水解產(chǎn)物徹底水解產(chǎn)物氧化分解產(chǎn)物淀粉麥芽糖葡萄糖CO2+H20脂肪甘油+脂肪酸甘油+脂肪酸CO2+H20蛋白質(zhì)多肽氨基酸CO2+H20+尿素核酸核苷酸磷酸+五碳糖+堿基CO2+H20+尿酸等知識(shí)網(wǎng)絡(luò)1走近細(xì)胞建立者細(xì)胞學(xué)說主要內(nèi)容意義單細(xì)胞生物生命活動(dòng)離不開細(xì)胞多細(xì)胞生物病毒生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次走近細(xì)胞高倍鏡的使用