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1、第二章 组成细胞的分子一、组成细胞的元素 1、组成生物体的化学元素种类与含量目前已知的化学元素有112种，出人工合成的以外，在自然界中有90种。 其中组成生物体的化学元素有20多种，其组成、分类及含量分布如下 K Ca Mg 大量元素1、 生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的化学元 C最基本元素 H O N 基本元素 S P 主要元素 主要元素其中主要元素：指含量占原生质总量97%以上的元素。大量元素：指含量占生物总重量的万分之一以上的元素。微量元素：指生物体生活所必须的，含量虽少但却是维持正常生命活动所必不可少的如Mn Zn Cu B Mo等。矿质元素:指出了C H O 以外，主要由根系从
2、土壤中吸收的元素。2、 化学元素的存在形式和功能 （1) 化学元素的存在形式化学元素在生物体内的存在形式：组成生物体的各种化学元素，在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在，生物体获得各种元素的方式主要以主动运输为主。 （2) 生物体内化学元素的功能生物体的化学元素组成多种多样的化合物，这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。化学元素能够影响生物体的生命活动3、生物的统一性和多样性（1)统一性从元素的角度：组成生物体的各化学元素种类大体相同。从分子水平:DNA的空间结构和基本单位相同；共用一套遗传密码。从结构角度：都以ATP为直接能源从结构水平：出病毒外，生物体都是幼细胞组成（2)
3、差异性从元素的角度看，组成生物体的各化学元素的含量有很大差异。4、 生物界与非生物界的统一性和差异性（1) 统一性组成生物体的化学元素在无机环境中都能找到，没有一种是生物体所特有的。（2) 差异性组成生物体的各种化学元素含量和其在非生物界中的含量又有一定差异。二、 组成细胞的无机化合物1、 无机化合物水（1) 水的含量、分类、及生理作用含量概念生理作用结合水4.5%与其他物质结合在一起细胞组成成分自由水95.5%能够自由流动、以游离状态存在良好溶剂运输作用反应场所5、 不同生物含水量特点是细胞和生物体中含量最多的物质含水量:水生陆生/幼年成年老年/代谢旺盛代谢缓慢/幼嫩细胞衰老细胞2、 无机化
4、合物-无机盐 （1）无机盐存在的形式及含量 含量：很少，约占细胞鲜重的1%5% 存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在与细胞中。 （2）无机盐的生理作用有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分。有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。三、 有机化合物蛋白质生命的承担者1、 氨基酸是构成蛋白质的基本单位 自然界中氨基酸已发现有300多种，但构成蛋白质的氨基酸种类大约有20种，包括必须氨基酸和非必需氨基酸。 非必须氨基酸：可
5、以哦那个过其他化合物转化而来 必须氨基酸：人体内有8种（婴儿9种），必须从外界获取。2、 氨基酸的特点氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少一个，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基或羧基。通式： NH2（R C H COOH）在构成蛋白质的氨基酸中，都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，否则就不是 构成蛋白质的氨基酸。例如：H2N-CH2-CH2-COOH不同的氨基酸分子有不同的R基，这就是氨基酸分类的依据。3、 蛋白质的结构功能及其多样性（1）蛋白质的分子结构化学结构：用约20种氨基酸作原料，根据“基因”信息指令，在细胞质的核糖体中，按特定的方式和顺序将氨基酸分子互相连结合。（蛋白质合成场所
6、核糖体）氨基酸分子结合方式：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫脱水缩合。肽键：在肽链中连接两个氨基酸分子的化学键（NHCO）二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键的叫做二肽。多 肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。肽 链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。4、 蛋白质分子的功能1、运输作用（血红蛋白运输O2和CO2、载体蛋白作为主动运输和协助运输的工具）2、免疫（如抗体）3、催化（多数的酶）4、调节功能（调节生命活动，如生长激素和胰岛素）5、结构蛋白（构成细胞和生物体，如头发和肌肉等。）蛋白质分子的多样性l 氨基酸数量
7、成百上千l 氨基酸排列顺序千变万化l 肽链盘曲折叠形成的空间结构千差万别（4）肽键、氨基酸、水分子、蛋白质之间的联系1. 肽键：是指在氨基酸相互连接形成蛋白质时，各个氨基酸之间相互连接的那个化学键，就称为肽键。其实肽键是在两个氨基酸连接时，由一个氨基酸的羧基（-COOH）与另一个氨基酸的氨基（NH2）相互连接所形成的化学键（-NH-CO-。2.肽链：是由多个氨基酸相互连接在一起所形成的链状结构。（就好比我们一排人手拉手连接在一起就形成了一条人链一样的道理。每一个人就好比一个氨基酸，而我们两个人的手连接在一起时就好比一个肽键）。3.因果联系：每两个氨基酸相互连接形成一个肽键，多个氨基酸相互连接就
8、形成了多个肽键，由多个氨基酸相互连接形成的含有多个肽键的一条链状结构称为肽链。（其实如果我们把“肽”换成“人”就很容易理解了。）4.水分子：在两个氨基酸连接形成肽键时会脱出（或说生成）一分子水。即有多少个肽键形成，就会脱出多少分子水。那么一条肽链中含有多少个肽键，就会有多少个水分子脱出。5. 蛋白质：一条肽链含有多个肽键，一个蛋白质分子由一条或多条肽链组成。（5） 蛋白质的化学组成和大小（6） 蛋白质的化学组成：蛋白质的化学组成与糖类和脂肪不同，除含有碳、氢、氧外还含有氮和少量的硫，有些蛋白质还含有其他一些元素、主要是磷铁铜碘锌和钼等。（7） 蛋白质的大小：蛋白质是相对分子量很大的生物分子。蛋
9、白质相对分子质量变化范围从大约6000到1000000，有得还更大一些的。（8） 蛋白质的变性 蛋白质分子的空间结构不是很稳定，蛋白质在重金属盐（汞盐、银盐、铜盐）、酸、碱等作用下，或高温70度以上或在X射线、紫外线等射线照射下。其空间结构都会发生改变和破坏，导致蛋白质变性，是蛋白质的生物活性丧失。（9） 蛋白质相关的计算 组成某蛋白质氨基酸的数目为M个，脱水缩合形成N条肽链则脱去水分子数和肽键数为M-N个四、 细胞中的有机物-糖1、 组成元素：C、H、O三种元素2、 分类、相互关系、特点和实例单糖：不能被水解，可直接吸收的糖。最常见的是葡萄糖，比较常见的还有果糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖等。葡
10、萄糖是细胞生命活动所需主要能源物质。二糖：由两分子单糖缩合而成的，必须经过水解为单糖才能被细胞吸收。最常见的二糖是蔗糖，还有麦芽糖以及人和动物乳汁中的乳糖。多糖：有多个单糖脱水缩合而成的糖，是生物体内绝大多数糖存在的形式，必须水解为单糖才能为细胞吸收，最常见的是淀粉，作为植物细胞的储能物质存在于细胞中。另外还有糖原作为动物细胞的储能物质存在于动物细胞中。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，多糖的基本单位都是葡萄糖。单糖脱水缩合生成二糖，二糖脱水缩合生成多糖，多糖水解为二糖，二糖水解为单糖。3、 功能： 细胞中的主要储能物质，如葡萄糖是生命燃料。是生物体重要成分，如纤维素是植物体细胞壁的重要成分。
11、五、 有机化合物脂质1、 元素组成：C、H、O，还含有P和N。2、 种类和功能：脂肪：脂肪中的储能物质，还有保温、缓冲和减压减少摩擦的作用。磷脂：构成细胞膜和细胞器膜的重要成分。固醇：胆固醇：构成细胞膜的主要成分，参与血液中脂质的运输。性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。维生素D：促进人和动物肠道对钙磷的吸收。3、 细胞中核酸的分布、结构、种类和功能 1、核酸的结构组成核酸的化学元素：C、H、O、N和P单体：核苷酸，由一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷脂分子组成，种类共有8种，脱氧核苷酸（4种、组成DNA），核糖核苷酸（4种、组成RNA)DNA和RNA在化学组成上的区别五碳
12、糖含氮碱基DNA脱氧核糖核苷酸A、T、G、CRNA核糖核苷酸A、U、G、C四、 种类脱氧核糖核酸既DNA，主要存在于细胞核内；核糖核苷酸既RNA，主要存在于细胞质内。五、 核酸的分布DNA主要存在于细胞核内，另外线粒体、叶绿体、也含有少量的DNA，原核细胞主要存在于拟核中。 RNA主要存在于细胞质中,例如核糖体、线粒体、和叶绿体，细胞核中也有少量分布。观察DNA和RNA在细胞中的分布实验：利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，从而显示DN和ARNA在细胞中的分布。六、 核酸的功能 核酸是遗传信息的携带者，在生物体的遗传变异和蛋白质的合成中具有重要的作用。七、 颜色反应斐林试剂 双缩尿试剂 苏丹红试剂甲液乙液A液B液苏丹III苏丹IV成分0.1/mLNaOH溶液0.05/mLCuSO4溶液0.1/mLNaOH溶液0.01/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖 蛋白质脂肪添加顺序甲乙两夜等量混匀后立即使用先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件水浴5065摄氏度不需加热，摇匀即可不需加热反应现象样液为砖红色样液变紫色样液为橘黄色样液为红色 /
