高中生物競(jìng)賽課件第一章 組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)課時(shí)1

第一章

組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)

鄭州七中

生物競(jìng)賽教練團(tuán)隊(duì)周二、周四18：30—19：30

周六16：50—19：00細(xì)胞的分子基礎(chǔ)原生質(zhì)（組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)）無(wú)機(jī)物有機(jī)物水無(wú)機(jī)鹽糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的微量有機(jī)物（激素、維生素、抗生素）組成細(xì)胞的元素目前為止，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多種元素，其中，參與細(xì)胞中元素組成的約有20多種組成細(xì)胞的各種元素大多以化合物的形式存在原子可通過(guò)形成共價(jià)鍵（共用電子對(duì)）形成分子。H原子H原子O原子H2O分子組成細(xì)胞的元素不管是大量元素還是微量元素，都是生物體的必需元素！鐵猛碰新木桶

組成細(xì)胞的元素組成細(xì)胞的元素中，為什么C、H、O、N的含量最大呢？

與組成細(xì)胞的化合物相關(guān)組成細(xì)胞的元素大多以化合物的形式存在，細(xì)胞中常見(jiàn)的化合物如下：

組成細(xì)胞的元素組成細(xì)胞的元素閱讀課本P20-21楷體字，結(jié)合水分子的結(jié)構(gòu)，推測(cè)水在細(xì)胞中的作用。水揭秘水分子的結(jié)構(gòu)氫鍵OHH8+++----------帶有正電荷或者負(fù)電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合作用1：水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，許多物質(zhì)都能在水中溶解因此氫鍵比較弱，在常溫下能不斷地形成、斷裂，使水保持液體狀態(tài)，具有流動(dòng)性因此作用2：水在生物體中流動(dòng)，可以把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到各個(gè)細(xì)胞，同時(shí)把細(xì)胞代謝廢物運(yùn)送到排泄器官或者直接排出體外水由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容（單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量）水因此作用3：維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性（水的溫度相對(duì)不容易改變）補(bǔ)充：水具有較高的蒸發(fā)熱，在100℃時(shí)，1g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水需要2259.39J熱量因此作用4：使生物體能有效地保持體內(nèi)水分；幫助生物體散發(fā)體內(nèi)熱量關(guān)于水對(duì)細(xì)胞的作用，你還能提出哪些例子？作用5：細(xì)胞內(nèi)的許多生物化學(xué)反應(yīng)也都需要水分子的參與作用6：多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞，必須浸潤(rùn)在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中水水生物膜的主要成分是磷脂分子（如圖），其頭部親水而尾部疏水水在大量水分子的作用下，磷脂分子親水的頭朝膜的兩側(cè)，疏水的尾部朝膜的中央磷脂在水-空氣界面上的排布方式細(xì)胞膜中磷脂分子的排布方式水生物膜的主要成分是磷脂分子（如圖），其頭部親水而尾部疏水，在大量水分子的作用下，磷脂分子親水的頭朝膜的兩側(cè)，疏水的尾部朝膜的中央因此作用7：維持膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定水分子成游離狀態(tài)，可以自由流動(dòng)，叫作自由水（細(xì)胞中絕大部分水都以自由水的形式存在）另一部分水與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、多糖）相結(jié)合，叫作結(jié)合水（結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，大約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的4.5%）水作用8：結(jié)合水的存在使纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等多種親水大分子的空間結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定，從而保證其特定的生物學(xué)功能（蛋白質(zhì)分子失去結(jié)合水易發(fā)生凝聚沉淀而變性）自由水與結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化自由水(95.5%)結(jié)合水(4.5%)以游離形式存在，可以自由流動(dòng)，參與細(xì)胞代謝與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，失去流動(dòng)性和溶解性，不參與細(xì)胞代謝自由水比例降低自由水比例升高細(xì)胞代謝減弱，抗逆性增強(qiáng)細(xì)胞代謝增強(qiáng)，抗逆性減弱水左表為某種運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表，根據(jù)初中所學(xué)知識(shí)回憶表中哪些成分屬于無(wú)機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動(dòng)員喝的飲料中添加無(wú)機(jī)鹽？無(wú)機(jī)鹽細(xì)胞中的大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子的形式存在這些無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)細(xì)胞有什么重要作用呢？運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)大量出汗，大量無(wú)機(jī)鹽隨汗液排出體外，所以需要補(bǔ)充。無(wú)機(jī)鹽資料1

P是組成細(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要組成成分，也是許多細(xì)胞化合物的成分，如蛋白質(zhì)、核酸、磷脂。細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞必不可少的許多化合物的重要成分從資料1和資料2可以看出無(wú)機(jī)鹽是

資料2

一種葉綠素和血紅素的局部分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，缺Mg影響葉綠素的合成，缺Fe會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白的合成障礙。無(wú)機(jī)鹽資料3

人體內(nèi)Na+缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無(wú)力等。資料4

足球運(yùn)動(dòng)員在激烈的比賽中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，這是隨著汗液丟失了大量地Ca2+引起的。從資料3-5可以看出無(wú)機(jī)鹽對(duì)

具有重要意義。資料5

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中缺乏N、P、K會(huì)出現(xiàn)各種癥狀，如缺P時(shí)，植株就會(huì)特別矮小，根系發(fā)育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)無(wú)機(jī)鹽資料6生理鹽水是指與哺乳動(dòng)物血液和淋巴等滲的無(wú)機(jī)鹽溶液，常用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液。人的紅細(xì)胞在生理鹽水中會(huì)保持原有的形態(tài)，放在清水中會(huì)吸水脹破。資料7

人在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會(huì)改變體液的酸堿度（比如運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生乳酸），人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物質(zhì)，可以中和這些變化，例如跑完步還能保持血液中的PH不下降C3H6O3+NaHCO3C3H5NaO3+CO2+H2O從資料6可以看出無(wú)機(jī)鹽能

，維持細(xì)胞的形態(tài)調(diào)節(jié)滲透壓從資料7可以看出無(wú)機(jī)鹽對(duì)于

具有重要作用維持細(xì)胞的酸堿平衡無(wú)機(jī)鹽補(bǔ)充：有些無(wú)機(jī)離子是酶的活化因子和調(diào)節(jié)因子糖類糖不一定甜，甜的物質(zhì)也不一定是糖饅頭中的淀粉本身不甜，但屬于糖HCHH2NCOOH甘氨酸，聞其名即知其甜爽可口，最初發(fā)現(xiàn)時(shí)因?yàn)樘鹞陡咴徽J(rèn)作糖類。但它不是糖，是一種氨基酸。糖類糖類：是多羥基的醛或酮或其衍生物，或水解時(shí)能產(chǎn)生這些化合物的物質(zhì)。酮羰基通常由C、H、O三種元素組成，其原子數(shù)之比約為1：2：1，分子通式可寫(xiě)成（CH20)n常見(jiàn)的官能團(tuán)決定有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團(tuán)碳碳雙鍵

烯烴羥基醇醛基、醛羧基羧酸酯基

酯酮R－C－R′O酮羰基糖類在植物體中含量最為豐富，占其干重的85%～90%；微生物中，占菌體干重的10％～30％。在人和動(dòng)物體中含量較少，占人和動(dòng)物干重的2％以下。糖類按聚合度和組成分為單糖、寡糖、多糖和糖復(fù)合物。單糖①同多糖分類②雜多糖寡糖多糖不能被水解成更小分子的糖為單糖，也叫簡(jiǎn)單糖由2～10多個(gè)單糖分子縮合而成，也叫低聚糖多個(gè)單糖分子脫水縮合的生物大分子糖復(fù)合物按組成糖和非糖物質(zhì)共價(jià)結(jié)合成的復(fù)合物。如糖脂或脂多糖，糖蛋白或蛋白聚糖糖類單糖根據(jù)碳原子的數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖等丙糖1.不同單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)甘油醛二羥丙酮根據(jù)碳原子的數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖等1.不同單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)丁糖單糖根據(jù)碳原子的數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖等核糖1.不同單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)戊糖脫氧核糖木糖阿拉伯糖核酮糖組成RNA的重要充分組成DNA的重要充分多以戊聚糖形式存在，是樹(shù)膠和半纖維素的成分也稱果膠糖，是果膠、半纖維素、樹(shù)膠和植物糖蛋白的重要成分是重要的中間代謝產(chǎn)物單糖根據(jù)碳原子的數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖等1.不同單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)單糖己糖己糖是最常見(jiàn)的單糖上述己糖的分子式都是C6H12O6，但結(jié)構(gòu)式各不相同，互為同分異構(gòu)體葡萄糖半乳糖甘露糖果糖山梨糖根據(jù)碳原子的數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖等1.不同單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)單糖庚糖D-景天庚酮糖D-甘露庚酮糖天然存在的庚糖已發(fā)現(xiàn)得不多對(duì)其功能了解得也很少單糖總結(jié)：根據(jù)各單糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)，丙糖以外的糖可看成是由丙糖衍生而來(lái)的，其中醛糖衍生于甘油醛，酮糖衍生于二羥丙酮幾種重要單糖的縮寫(xiě)單糖2.單糖的構(gòu)型與四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)共價(jià)連接并因此失去對(duì)稱性的四面體碳被稱為不對(duì)稱碳原子，也稱手性碳原子、不對(duì)稱中心或手性中心與四個(gè)不同的原子或原子基團(tuán)共價(jià)連接并因而失去對(duì)稱性的四面體碳。手性碳原子分子內(nèi)部出現(xiàn)不對(duì)稱性，則該分子表現(xiàn)旋光性。什么是旋光性？（1）平面偏振光當(dāng)光波通過(guò)尼科爾棱鏡時(shí)，只允許某一平面振動(dòng)的光波通過(guò)，其他的光波都被阻斷，這種光成為平面偏振光。（2）旋光性現(xiàn)象當(dāng)平面偏振光通過(guò)旋光物質(zhì)的溶液，如乙酸，光的偏振會(huì)向右旋一定的角度，該物質(zhì)成為右旋光性物質(zhì)（以“+”表示），向左旋的則被稱為左旋光物質(zhì)（以“—”表示）單糖2.單糖的構(gòu)型不對(duì)稱C原子上相連的原子或原子團(tuán)可有兩種不同空間排列方式，形成左右互為鏡像的關(guān)系，這樣的異構(gòu)體即為旋光異構(gòu)體，又稱為鏡像異構(gòu)體。Fischer投影式結(jié)構(gòu)（醛基放在最上面，羥甲基放在最下面）彼此互為鏡像的對(duì)映體將遠(yuǎn)離醛基的手性C原子上的—OH在右邊的定為D型，否則則為L(zhǎng)型D型和L型的互變需要相關(guān)共價(jià)鍵的斷裂與重建，以及相關(guān)原子或原子團(tuán)重排單糖2.