第一章：細胞的分子組成知識清單 高一上學期生物浙科版（2019）必修1

1.1水和無機鹽是構(gòu)成細胞的重要無機物細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素組成細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位；組成細胞的元素在無機環(huán)境中都能找到，沒有一種元素是生物體所特有的。依據(jù)元素在人體含量的多少，可將元素分為大量元素和微量元素，微量元素含量雖少，但對維持細胞結(jié)構(gòu)和生命活動均起重要作用大量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Cl、Mg等微量元素：Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等水為生命活動提供了條件水是生物體內(nèi)含量最多的化合物，是細胞中某些代謝的反應(yīng)物和產(chǎn)物水是極性分子，使水可作為良好的溶劑，能幫助溶解和運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物水分子的締合：水的分子間可以形成氫鍵，1個水分子最多可以和4個水分子形成氫鍵，其中氫原子可以和一個水分子形成氫鍵，而氧原子最多可以和兩個水分子形成氫鍵水分子之間存在氫鍵，使水具有調(diào)節(jié)溫度的作用，氫鍵斷裂可以吸收熱量，氫鍵形成可以放出熱量無機鹽與細胞生活密切相關(guān)無機鹽在生物體內(nèi)含量不高，多數(shù)以離子形式存在，可以維持生物體的生命活動，也是細胞的重要組成成分無機鹽可以維持血漿正常的濃度、酸堿平衡；維持神經(jīng)、肌肉的興奮性（詳見選擇性必修一第1章和第2章）哺乳動物血液Ca2+含量過低會引發(fā)抽搐，過高會引發(fā)肌無力骨細胞的重要成分是磷酸鈣無機鹽少數(shù)以化合物的形式存在：Mg2+是葉綠素的必須成分；Fe2+是血紅蛋白的必須成分同位素示蹤同位素：質(zhì)子數(shù)相同，但中子數(shù)不同的原子，如12C、14C等同位素示蹤法：通過使用放射性同位素進行標記，該被標記的原子成為示蹤原子，通過儀器檢測，來追蹤該元素在生物體內(nèi)的運行和變化，例如：用3H標記亮氨酸探究胰蛋白酶的合成和分泌（詳見必修一第2章第5節(jié)）；用14C標記CO2探究植物的光合作用（詳見必修一第3章第5節(jié)）。同位素可用于疾病診斷：用放射性的碘元素可治療甲狀腺腫大（大脖子病）1.2生物大分子以碳鏈為骨架碳元素是生命系統(tǒng)中的核心元素，與其他元素可以形成共價鍵，碳原子之間也可以形成共價鍵，使碳原子可以串起長長的直鏈、支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，形成碳骨架組成生物體的有機物都是以碳骨架作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的，包括糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸生物大分子：相對分子量以萬或百萬計的分子，包括多糖、蛋白質(zhì)、核酸糖類是細胞的主要能源物質(zhì)組成元素：C、H、O舊稱：碳水化合物分類：根據(jù)聚合程度可分為單糖、二糖、多糖；根據(jù)能否與本尼迪特試劑產(chǎn)生陽性反應(yīng)分為還原糖和非還原糖單糖：可以直接被細胞吸收利用的、無法進一步水解的小分子糖類 葡萄糖（C6H12O6）是細胞內(nèi)主要的單糖，是細胞生命活動的主要能源物質(zhì) 脫氧核糖（C5H10O4）是細胞遺傳物質(zhì)DNA的重要組成物質(zhì) 此外還有果糖、半乳糖、核糖等二糖：由2個單糖脫水縮合形成 蔗糖=葡萄糖+果糖白糖、冰糖、紅糖等都是由蔗糖加工而來的麥芽糖=2×葡萄糖乳糖=葡萄糖+半乳糖多糖：由多個單糖分子脫水縮合形成的，例如淀粉、糖原、纖維素等都是由多個葡萄糖聚合形成的 淀粉是植物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì) 糖原是動物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)，儲存在人的肝臟中稱為肝糖原、在肌肉中稱為肌糖原 纖維素是植物體的結(jié)構(gòu)多糖，是植物細胞壁的主要成分注：細菌和真菌細胞也有細胞壁，但其成分不是纖維素，細菌細胞壁成分為肽聚糖，真菌為幾丁質(zhì)檢測淀粉的方法：用碘-碘化鉀與樣品混勻呈藍色 取樣品上清液，加入5滴碘-碘化鉀溶液，若溶液變?yōu)樗{色，則為淀粉檢測還原糖的方法：與本尼迪特試劑共熱產(chǎn)生紅黃色沉淀取樣品上清液，加入本尼迪特試劑，振蕩搖勻，于熱水浴中加熱2-3min，若產(chǎn)生紅黃色沉淀，則為還原糖 還原糖主要有葡萄糖、果糖、麥芽糖等 蔗糖和多糖為非還原糖 注：如西瓜汁等帶有顏色干擾的樣品不能通過此方法檢測還原糖并不是所有糖都是甜的，有些非糖物質(zhì)也具有甜味脂質(zhì)是一類不溶于水的有機物，具有多種生物學功能組成元素：C、H、O少量含有N、P 氫原子較糖類多，氧原子較糖類少溶解度：難溶于水，可溶于有機溶劑常見的脂質(zhì)：油脂、磷脂、固醇等油脂：人和動物體內(nèi)的脂肪、植物中的油的統(tǒng)稱 由甘油和脂肪酸組成，甘油是簡單糖類的衍生物，脂肪酸是長的碳氫鏈，一段有羧基（-COOH） 油脂是能量的主要儲存形式，可以起到保溫、防震的作用磷脂：細胞各種膜結(jié)構(gòu)的重要成分（詳見必修一第二章第二節(jié)）固醇：包括膽固醇、性激素和維生素D 膽固醇是構(gòu)成細胞膜的重要成分（詳見必修一第二章第二節(jié)），膽固醇過高會引發(fā)心腦血管疾病 性激素用于維持第二性征和促進生殖細胞和生殖器官的發(fā)育（詳見選擇性必修一第三章） 維生素D可以促進人和動物對鈣和磷的吸收檢測油脂的方法：用蘇丹Ⅲ染液使細胞中油脂呈橙黃色，需用顯微鏡觀察將切好的種子薄片置于培養(yǎng)皿清水中，挑選最薄的薄片置于載玻片中央，用吸水紙吸去多余清水，用滴管將蘇丹Ⅲ染液滴在切片上，靜置2-3min，用吸水紙吸去多余染液，再滴加1-2滴50%的酒精溶液，洗去多余染料，再用吸水紙吸去多余酒精，滴加1-2滴清水，蓋上蓋玻片置于顯微鏡下，可看到橙黃色的脂肪顆粒蛋白質(zhì)是生命活動的主要承載者組成元素：C、H、O、N少量含有S基本單位：氨基酸氨基酸種類：20種氨基酸通式：氨基酸的中央碳原子上通過共價鍵連接著一個氨基（-NH2）、一個羧基（-COOH）、一個H和一個R基團，其中R基團決定了氨基酸的種類，R基團中也可能是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可能含有氨基或羧基，也可能含有S原子必須氨基酸：人體需要但又不能自身合成和轉(zhuǎn)化的氨基酸，必須由食物供給肽鍵的形成：一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基結(jié)合脫去一分子水后形成的化學鍵，該過程又叫脫水縮合兩個氨基酸脫水縮合形成二肽，n個氨基酸形成的肽鏈叫n肽（當n為具體的數(shù)字時），若n不清楚則叫多肽肽鏈可以是長長的直鏈，也可以有支鏈（某氨基酸R基團上的氨基、羧基或S原子與其他氨基酸相連），也可以是個環(huán)狀鏈（肽鏈頭尾的氨基和羧基脫水縮合）蛋白質(zhì)可以由一條或多肽肽鏈組成，每個蛋白質(zhì)都有其空間結(jié)構(gòu)（三維立體結(jié)構(gòu)），若空間結(jié)構(gòu)被破壞（如高溫），則其生物活性無法體現(xiàn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由組成其氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和該蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)四個因素決定，因此蛋白質(zhì)種類多種多樣，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)又決定了蛋白質(zhì)的功能，如肌肉中的收縮蛋白、頭發(fā)中的角蛋白、紅細胞中的運輸?shù)鞍椎鹊葯z測蛋白質(zhì)的方法：用雙縮脲試劑與樣品混合呈紫色向樣品中先加入2ml雙縮脲試劑A，震蕩混勻后再加入5滴雙縮脲試劑B，可以溶液變成紫色核酸儲存與傳遞遺傳信息組成元素：C、H、O、N、P基本單位：核苷酸每個核苷酸由一個五碳糖、一個磷酸基團、一個含氮堿基組成含氮堿基：A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）、U（尿嘧啶）五碳