細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)——組成生物體的元素及化合物

1、一輪復(fù)習(xí) 第1-2講 細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)組成生物體的元素及化合物第1-2講 細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)組成生物體的元素及化合物1、 生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次1、 結(jié)構(gòu)層次：元素化合物細(xì)胞組織器官系統(tǒng)個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)2、 細(xì)胞鮮重中，含量最多的物質(zhì)是水，最多的元素是O 細(xì)胞干重中，含量最多的物質(zhì)是蛋白質(zhì)，最多的元素是C3、 植物中沒有系統(tǒng)層次；4、 一個單細(xì)胞生物，既可對應(yīng)于細(xì)胞層次，又可對應(yīng)于個體層次；但其之間沒有組織、器官層次5、 細(xì)胞是生命系統(tǒng)中能完整表現(xiàn)生命活動的最小層次，是地球上最基本的生命系統(tǒng)6、 一個分子或原子是一個系統(tǒng)，但不是生命系統(tǒng)2、 細(xì)胞中的元素1、 種類 依功能分 最基本元素：C生物大分子

2、以碳鏈為骨架 基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S 依含量分 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Na、Mg 微量元素：Fe、B、Cu、Mo、Zn、Mn（鐵臂阿童最猛） （含量在萬分之一以下，且是生命體活動必不可少的）2、 作用 組成細(xì)胞的化合物：蛋白質(zhì)、核酸、ATP等 影響生物體的生命活動 缺鐵影響氧氣運(yùn)輸 缺B影響花粉管萌發(fā) 【花而不實(shí)】正常情況下，開花后，雌雄受精，花粉管萌發(fā)，受精受精卵種子。種子在發(fā)育 過程中，合成分泌生長素，生長素刺激子房發(fā)育成果實(shí)。 花粉管不萌發(fā)，不受精無種子無生長素子房壁不發(fā)育無果實(shí)【花而不實(shí)如何解決】在子房外側(cè)涂抹生長素/類似物【實(shí)例】一

3、場大雨將花粉拍到地上，請問哪種生物涂生長素可以使產(chǎn)量不損失？ 小麥 玉米 大豆 馬鈴薯 西紅柿 黃瓜 南瓜 單子葉 雙子葉 吃莖 吃果實(shí) 營養(yǎng)在胚乳中 營養(yǎng)在子葉中 吃種子3、 生物與非生物具有統(tǒng)一性、差異性 統(tǒng)一性：組成生物和非生物界的元素的種類相同 差異性：組成生物和非生物界的元素含量不同3、 組成細(xì)胞的化合物（1） 水1、 水的含量：細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物 同一生物不同器官的含水量不同；不同生物的含水量不同；細(xì)胞鮮重中含量最高的是水； 同一生物不同生長發(fā)育時期含水量不同；衰老細(xì)胞含水量明顯下降2、 水的存在形式 自由水：以游離形式存在，可以自由流動 結(jié)合水：與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)（親水性物質(zhì)

4、）相結(jié)合3、 水的生理作用 結(jié)合水：是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，與抗逆性有關(guān) 自由水 是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑 參與生物體的化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物：水解反應(yīng)、光反應(yīng)、有氧呼吸 生成物：縮水反應(yīng)、有氧呼吸、暗反應(yīng) 運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝物質(zhì) 為細(xì)胞提供液體環(huán)境 反應(yīng)介質(zhì)（酶在無水時無催化能力） 調(diào)節(jié)體溫（比熱大，蒸發(fā)帶走大量熱量）4、 自由水和結(jié)合水的比例（1）（2） 自由水/結(jié)合水 比值越大，代謝越旺盛 比值越小，代謝越緩慢（3） 水與器官形態(tài)的關(guān)系 心肌呈固態(tài)，結(jié)合水多 血液呈液態(tài)，自由水多（4） 水與抗寒性的關(guān)系：秋冬季節(jié)，結(jié)合水相對含量升高，因結(jié)合水不易結(jié)冰和蒸騰，從而使植物 抗寒性加強(qiáng)。（5） 種子與水

5、的關(guān)系 種子曬干：失去自由水 種子烘干：失去結(jié)合水 種子萌發(fā)：靠自由水 不同種子親水能力不同：大豆小麥、玉米、大米花生5、 水分吸收 水進(jìn)出細(xì)胞的方式：自由擴(kuò)散 吸水方式：滲透吸水（吸脹吸水：大分子吸引力，如蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪.） 水通道蛋白：需要載體，協(xié)助擴(kuò)散（2） 無機(jī)物無機(jī)鹽1、 存在形式：以離子狀態(tài)存在2、 生理功能 細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的組成成分 維持生物體的生命活動 維持細(xì)胞的酸堿平衡 維持細(xì)胞的滲透壓3、 各種無機(jī)鹽的作用種類功 能含 量 異 常Mg2+葉綠素的組成成分缺乏葉片變黃，無法進(jìn)行光合作用Fe2+血紅蛋白的組成成分人體缺鐵易患缺鐵性貧血Ca2+參與維持生物體代謝活動哺乳

6、動物血液Ca2+含量低，抽搐Na+維持細(xì)胞外液滲透壓含量高，細(xì)胞外液滲透壓高CO32-、HCO3-參與維持細(xì)胞外液酸堿平衡I合成甲狀腺激素的原料幼年攝入不足，呆小癥K+促進(jìn)植物淀粉的運(yùn)輸；動物細(xì)胞內(nèi)滲透壓的維持N蛋白質(zhì)、ATP、NADP+、葉綠素、核苷酸.P蛋白質(zhì)、NADP+、核苷酸、磷脂；動物體內(nèi)牙齒、骨骼成分B促進(jìn)花粉管萌發(fā)花而不實(shí)（原因）（3） 有機(jī)物糖1、 基本組成元素：只有C、H、O2、 種類、分布、功能（1） 植物特有的糖 二糖：蔗糖、麥芽糖 多糖：淀粉、纖維素 動物特有的糖 二糖：乳糖 多糖：糖原 共有的糖：葡萄糖、核糖、脫氧核糖種類概念常見糖分布組成功能單糖不能水解的糖果糖C6

7、H12O6動物植物主要能源半乳糖C6H12O6葡萄糖C6H12O6核糖C5H10O5RNA的組成成分脫氧核糖C5H10O4DNA的組成成分二糖由兩分子單糖脫水綜合而成蔗糖C12H22O12植物1葡萄糖+1果糖細(xì)胞中的能源物質(zhì)麥芽糖C12H22O12植物2葡萄糖乳糖C12H22O12動物1葡萄糖+1半乳糖多糖由多個單糖分子脫水縮合淀粉植物植物細(xì)胞中的儲能物質(zhì)纖維素植物植物細(xì)胞壁的主要成分糖原動物動物細(xì)胞的儲能物質(zhì)（2） 構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)/組成物質(zhì)的糖 纖維素：細(xì)胞壁的主要成分 核糖：RNA的組成成分 脫氧核糖：DNA的組成成分（3） 作為能源物質(zhì)的糖 重要的能源物質(zhì)：葡萄糖（果糖、半乳糖） 細(xì)胞中的

8、能源物質(zhì)：蔗糖、麥芽糖（分解成單糖才能利用） 儲能物質(zhì)：淀粉、糖原（分解成單糖才能利用）3、 糖的生理功能 組成細(xì)胞的重要成分 主要的能源物質(zhì) 參與遺傳物質(zhì)的組成4、葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的方式 進(jìn)紅細(xì)胞：協(xié)助擴(kuò)散 進(jìn)其他細(xì)胞：主動運(yùn)輸（如小腸絨毛上皮細(xì)胞）（4） 有機(jī)物脂質(zhì)1、基本組成元素：C、H、O，有的含有N、P2、種類及功能種類成分、作用脂肪只含C、H、O，但C、H比例高于糖；儲能、保溫、緩沖、減壓磷脂含C、H、O、P；細(xì)胞膜和各種細(xì)胞器膜的重要成分固醇膽固醇含C、H、O、N；細(xì)胞膜的重要成分，參與血液中脂質(zhì)運(yùn)輸性激素含C、H、O、N；促進(jìn)動物生殖器官發(fā)育、生殖細(xì)胞形成維生素D含C、H、O、N

9、；促進(jìn)腸道對Ca、P的吸收（5） 有機(jī)物核酸1、 基本組成元素：C、H、O、N、P2、 DNA RNA區(qū)別DNARNA基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基ATCGAUCG空間結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈存在主要細(xì)胞核、少量線粒體、葉綠體主要細(xì)胞質(zhì)（核糖體、線粒體、葉綠體）；少量細(xì)胞核（合成場所、核仁、染色體）染色劑甲基綠綠色吡羅紅紅色作為遺傳物質(zhì)的代表生物真核和原核生物、DNA病毒（噬菌體）RNA病毒 3、 脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的堿基各有4種 脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的種類各有4種 核苷酸的種類有8種 核酸的堿基的種類有5種 核苷酸的種類有2種4、 碳鏈?zhǔn)巧锎蠓肿拥幕竟羌?

10、構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層 DNA的基本骨架是脫氧核糖和磷酸交替連接（6） 有機(jī)物蛋白質(zhì)1、 基本元素：C、H、O、N、S等2、 基本單位：氧基酸 H 同一個C原子上：都有一個NH2、一個COOH RCCOOH 這個C原子上還連接：一個H、一個側(cè)鏈基團(tuán)R基 NH2 氨基酸分子不同，就不同在R基 每種氨基酸分子至少都含有一個NH2、一個COOH 非必需氨基酸：12種；必需氨基酸：8種（1）脫水縮合：一個氨基酸的羧基（COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（NH2）相連接，同時脫去一分子水，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。（2）肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵 脫去的水分子中的H、O的來源 H來自C

11、OOH、NH2 O來自COOH N條肽鏈至少有幾個游離的氨基和羧基？n個；n個。（3） 二肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物 三肽、四肽、多肽3、 相關(guān)計算 （1）肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)（2）蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)氨基酸的平均分子質(zhì)量-18脫去的水分子數(shù)（3） 氨基酸與相應(yīng)核酸的堿基數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系 （4） 氨基酸形成多肽種類的計算 4、 蛋白質(zhì)多樣性的原因：氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 【判斷】每個蛋白質(zhì)都有4級結(jié)構(gòu)（錯）5、 蛋白質(zhì)的變性、鹽析（1） 蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞，肽鏈不斷 蛋白質(zhì)變性原因：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫、重金屬 蛋

12、白質(zhì)變性是否可恢復(fù)：取決于變性時間、變性程度（2） 鹽析：改變等電點(diǎn)，從而改變蛋白質(zhì)的溶解度，不是變性6、 蛋白質(zhì)的功能7、 蛋白質(zhì)的分類 組織蛋白：血紅蛋白、中心體、紡錘體、載體、糖蛋白、肌動蛋白. 分泌蛋白：抗體、部分激素、消化酶、血漿蛋白.8、 蛋白質(zhì)的合成場所 組織蛋白：游離在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體 分泌蛋白：附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體9、 有機(jī)物大分子水解產(chǎn)物與代謝產(chǎn)物4、 物質(zhì)鑒定1、 顏色反應(yīng)歸納2、 還原糖的鑒定 麥果糖，水煮糖斐紅，先混后加（1） 原理：還原性糖與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，生成磚紅色沉淀（2） 試劑 斐林試劑（本尼迪特、班氏試劑） A液：NaOH 先混合，生成Cu(OH)2，再

13、與還原糖反應(yīng) B液：CuSO4（3） 顏色變化范圍：藍(lán)色棕色磚紅（Cu(OH)2Cu2O)（4） 還原性糖：麥芽糖、果糖、葡萄糖（5） 實(shí)驗(yàn)材料的選?。喊咨?無色含還原糖較高的植物器官（6） 實(shí)驗(yàn)處理：斐林試劑現(xiàn)配現(xiàn)用，先混合AB液，再使用；沸水浴（7） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 如果出現(xiàn)磚紅色沉淀，只能證明待測液中有還原性糖，不能證明是哪種還原性糖 無磚紅色沉淀，無還原性糖3、 蛋白質(zhì)的鑒定 蛋白雙縮紫，先A后B（1） 原理：蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)（2） 試劑：雙縮脲試劑、A液NaOH、B液Cu(OH)2（3） 實(shí)驗(yàn)材料：蛋清稀釋液或豆?jié){（4） 實(shí)驗(yàn)處理：先加NaOH，堿性環(huán)境，再加CuSO4，提供Cu2+；不加熱（5） 顏色變化：紫色（6） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 待測液中呈紫色，證明含蛋白質(zhì) 待測液中不呈紫色，證明無蛋白質(zhì)（7） 若蛋白質(zhì)變性，仍可鑒別。（因?yàn)樽冃圆黄茐碾逆I，而鑒定蛋白質(zhì)是鑒定肽鍵的存在）4、脂肪的鑒定（1） 試劑：蘇丹或蘇丹（2） 實(shí)驗(yàn)材料：花生種子（3） 實(shí)驗(yàn)處理 方法一：待測組織液中直接加入蘇丹 方法二：切薄片，用蘇丹/蘇丹染色，染色后用50%酒精洗去浮色 用顯微鏡觀察（先低倍后高倍）（4） 顏色變化 方法一：橘黃色 方法二：蘇丹橘黃色顆粒 蘇丹紅色顆粒5、 核酸的分布實(shí)驗(yàn)（1） 原理：DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，RNA主要存在于細(xì)胞