高三生物一轮复习课件组成细胞的分子（纯知识）

1细胞及其分子组成第2讲组成细胞的分子大王*生物多聚体（生物大分子）单体（基本单位）蛋白质氨基酸核酸核苷酸多糖单糖聚合组成细胞的分子元素化合物有机物无机物：水、无机盐糖类脂质【考点1】细胞中的元素和化合物大王*生物最基本元素基本元素主要元素Ｃ

HONPSKCa

Mg……大量元素Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn……微量元素组成无机物水70%-90%无机盐1%-1.5%有机物蛋白质7%-10%脂质1%-2%糖类1%-1.5%核酸组成细胞的元素大王*生物1组成细胞的元素与无机自然界中元素的比较组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表生物界非生物界组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到细胞中各种元素相对含量与无机自然界的大不相同统一性差异性种类上含量上组成细胞的元素大王*生物2细胞中元素的来源、存在形式和种类大量元素微量元素元素来源存在形式种类从无机自然界有选择地吸收大多以化合物地形式存在常见的有20种C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn等大量元素和微量元素的划分依据是元素的含量，一般以元素含量占生物总重量万分之一的比率为标准，而不是生理作用。1.分类：生命的核心元素(C)、基本元素(C、H、O、N)与主要元素(C、H、O、N、P、S)是根据功能划分的。2.在人体细胞的组成元素中，原子个数最多的元素是H。3.微量元素在细胞内含量虽少，但作用十分重要，是生物体不可缺少的。4.大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素。（如人体内可能含有铅）微量元素：微量不微效微量元素硼(B)对植物生殖有影响，缺硼时，花粉发育不良，导致棉花"有蕾无铃"。油菜"花而不实"也是缺硼引起的。细胞干重中元素含量的差异鲜重：O>C>H>N干重：C>O>N>H组成细胞的化合物大王*生物1细胞中化合物的种类和含量组成细胞的化合物无机化合物有机化合物水70%-90%无机盐1%-1.5%蛋白质7%-10%糖类核酸脂质1%-2%C、H、O等C、H、O、N、（S）C、H、O、（N、P）C、H、O、N、P1%-1.5%元素分析法判断化合物的种类1）元素组成分析法C、H、ON等N、P绝大多数糖类、脂肪磷脂、核酸、ATP等蛋白质糖类中的几丁质（壳多糖）还含有N元素2）特征元素组提示法C、H、O、NMgPFe（S）I蛋白质甲状腺激素叶绿素核酸、ATP等Fe是构成血红素的元素3）代谢产物推理法CO2和H2O尿素代谢产物绝大多数糖类、脂肪蛋白质CO2和H2O组成细胞的化合物大王*生物2检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多花生、芝麻种子中含脂质多大豆种子中含蛋白质多要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来组成细胞的化合物大王*生物可溶性还原糖的检测和观察结论选材制备样液显色反应还原糖含量高、颜色为白色或浅色的植物组织制浆→纱布过滤→取液组织样液中有可溶性还原糖振荡、混合摇匀呈现蓝色组织样液2mL刚配制的斐林试剂1mL变成砖红色50-650C的温水还原糖+斐林试剂砖红色沉淀50-65℃水浴加热

组成细胞的化合物大王*生物蛋白质的检测和观察蛋白质+双缩脲试剂紫色结论选材显色反应鲜肝提取液或豆浆或鸡蛋清稀释液组织样液中含有蛋白质摇匀后变成紫色组织样液2mL双缩脲试剂A液1mL双缩脲试剂B液4滴一般含有两个或两个以上肽键的化合物与CuSO₄碱性溶液反应而生成紫色络合物斐林试剂与双缩脲试剂的“两同四不同”“两同”成分相同都含有NaOH和CuSO4两种成分NaOH溶液浓度相同且NaOH溶液的质量浓度都为0.1g/mL“四不同”使用条件不同只有检验还原糖时需要50-65℃水浴加热使用原理不同斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)₂溶液双缩脲试剂实质是碱性环境中的使用方法不同鉴定还原糖时甲、乙液等量混匀后立刻使用鉴定蛋白质时先加A液再滴加B液CuSO4溶液浓度不同斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05g/mL双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01g/mL组成细胞的化合物大王*生物脂肪的检测和观察脂肪+苏丹Ⅲ染液橘黄色结论：花生种子中有脂肪存在观察：在低倍镜下找到子叶的最薄处，移到视野中央，将物像调节清晰；

换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见取材：花生种子去种皮，将子叶切成薄片制片选取最薄的切片滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min50%的酒精溶液洗去浮色吸去酒精，滴一滴蒸馏水盖上盖玻片，制成临时装片脂肪苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液橘黄色红色【考点2】细胞中的无机物大王*生物细胞中的无机物水无机盐存在形式：大多数以离子形式存在作用是细胞内复杂化合物的重要组成成分，也是细胞结构的重要组成成分无机盐对于生命活动是必不可少的生物体内的某些无机盐离子，对维持细胞的酸碱平衡非常重要存在形式：自由水、结合水作用自由水①自由水是细胞内良好的溶剂②参与细胞内的许多生物化学反应③多细胞生物体的绝大数细胞生活的液体环境④有助于物质的运输。把营养物质运送到各个细胞，把代谢废物运送到排泄器官或者直接排除体外结合水结合水是细胞结构的重要组成部分细胞中的水大王*生物1含量在活细胞中，水的含量最多，生物体的含水量一般为60%-95%不同生物的含水量不同52%-58%60%-65%77%同一生物在不同的生长发育时期含水量不同同一生物不同组织器官含水量不同细胞中的水大王*生物2存在形式及生理功能鲜种子干种子死种子晒干烘烤自由水大量散失代谢减弱失去结合水种子失去生理活性用水浸泡仍能萌发失去大部分自由水的种子仍保持其生理活性可自由流动易蒸发散失与物质结合稳定难散失细胞中的水自由水自由水①细胞内良好的溶剂②参与许多生化反应③为细胞提供液体环境④运送营养物质和代谢废物结合水是细胞结构的重要组成成分95.5%4.5%存在形式水为什么是细胞内的良好溶剂？水分子是一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂水分子间的氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变细胞中的水大王*生物3自由水与结合水的关系1）自由水和结合水可以相互转化：结合水温度升高自由水温度降低2）自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系

比值大比值小新陈代谢旺盛，生长快，但抗逆性较差新陈代谢缓慢，生长慢，但抗逆性较强3）自由水和结合水利用实例自由水利用实例结合水利用实例①种子吸水萌发②新鲜鸡蛋蛋清呈液态有利于孵化①种子晒干延长储存时间②越冬作物减少灌溉，提高抗寒能力细胞中水的产生和利用调节产生利用①暗反应（叶绿体基质）②有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）③ATP的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质）④单糖合成多糖⑤氨基酸脱水缩合（核糖体）⑥DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体）①光反应（叶绿体类囊体薄膜）②有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）③ATP的水解（细胞质基质、叶绿体基质）④肝糖原水解（肝细胞）⑤淀粉、蛋白质、脂肪消化（消化道）⑥DNA、RNA的水解抗利尿激素渗透作用&水通道蛋白吸收实例肾小管和集合管对水的重吸收细胞中的无机盐大王*生物当你点燃一粒小麦种子，待它烧尽时可见到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐无机盐存在形式吸收方式主要是离子形式主要是主动运输功能细胞结构及细胞内某些复杂化合物的组成成分维持细胞和生物体的生命活动维持细胞的酸碱平衡和正常渗透压

探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素生长状况相同的正常同种植物分两组甲组：缺Fe的完全培养液乙组：完全培养液出现缺乏症加入Fe元素再培养缺乏症消失Fe为植物生长的必需元素植物正常生长植物正常生长Fe为植物生长的非必需元素【考点3】细胞中的糖类和脂质大王*生物比较项目糖类脂质区别元素C、H、OC、H、O(N、P)种类单糖、二糖、多糖等脂肪、磷脂、固醇等作用①主要的能源物质；②构成细胞结构，如细胞壁；③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖①生物体的储能物质，如脂肪；②构成生物膜的重要成分，如磷脂；③调节作用，如性激素联系糖类和脂肪可以相互转化细胞中的糖类大王*生物1糖类的组成元素一般是由C、H、O三种元素构成的，有的糖类含有N，如几丁质。因为多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1，类似水分子，因而糖类又被称为“碳水化合物”，简写为（CH2O）。“碳水化合物”这一名称并不恰当脱氧核糖：C5H10O4乙酸：C3H6O3几丁质细胞中的糖类大王*生物2糖类的种类、分布和功能常见种类分子式主要功能单糖五碳糖核糖C5H10O5RNA的组成成分之一脱氧核糖C5H10O4DNA的组成成分之一六碳糖葡萄糖C6H12O6细胞生命活动所需要的主要能源物质半乳糖C6H12O6提供能量果糖C6H12O61）单糖：不能水解的糖。细胞中的糖类大王*生物2糖类的种类、分布和功能常见种类水解产物主要分布主要功能二糖麦芽糖葡萄糖植物细胞中发芽的谷粒中较多葡萄糖蔗糖葡萄糖植物细胞中甜菜、甘蔗中较多果糖乳糖葡萄糖动物细胞中乳汁中较多半乳糖2）二糖（C12H22O11）：由两分子单糖脱水缩合而成的糖。细胞中的糖类大王*生物2糖类的种类、分布和功能常见种类主要分布主要功能或用途多糖淀粉植物细胞植物细胞中重要的储能物质除几丁质外，淀粉、纤维素、糖原都是由许多葡萄糖连接而成的，但它们的分子结构和功能并不相同纤维素葡萄糖植物细胞壁的主要组分糖原肝糖原动物肝脏储存能量，调节血糖肌糖原动物肌肉储存能量几丁质（壳多糖）(C8H13O5N)n甲壳类动物和昆虫的外骨骼中（绿藻中也要有分布）可用于分水处理；制作食品的包装纸和食品添加剂；制作人造皮肤等3）多糖(C6H10O5)n：水解后能够生成许多单糖的糖。单糖二糖多糖氧化分解CO2+H2O+能量水解缩合水解缩合水解缩合多糖和二糖必须水解成单糖后才能被细胞吸收二糖或多糖必须水解成单糖后才能被细胞吸收。因此葡萄糖可以口服，也可以静脉注射，但蔗糖只能口服。常见糖类在动植物细胞中的分布还原糖+斐林试剂————→砖红色沉淀水浴加热细胞中的脂质1脂质的组成元素及特点脂质主要由C、H、O三种元素组成，有的脂质还含有P和N。脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量多于糖类。不同的脂质分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。C、H、O功能脂质储能脂质脂肪结构脂质N、P磷脂固醇胆固醇维生素D性激素大王*生物细胞中的脂质2脂质的分类和功能脂质固醇C、H、O结构脂质（生物膜的组成成分）储能脂质（储能、保温、缓冲和减压）促进钙、磷的吸收功能脂质胆固醇性激素维生素D生殖器官的发育、生殖细胞的形成参与脂质运输、动物细胞膜的组成成分脂肪C、H、O磷脂C、H、ON、P大王*生物脂肪的分类脂肪不饱和脂肪饱和脂肪含含不饱和脂肪酸饱和脂肪酸长链中存在双链长链上每个碳原子与相邻碳原子以单链连接熔点较低熔点较高不容易凝固容易凝固饱和脂肪酸不饱和脂肪酸日光浴可以预防和治疗佝偻病日光中的紫外线可使皮肤中的7-脱氢胆固醇转化为维生素D,维生素D可促进人肠道对钙、磷的吸收，从而促使骨骼正常发育。有关脂质的易错点1.脂肪≠脂质，脂肪只是脂质的一种。除了脂肪，脂质还包括磷脂和固醇。2.胆固醇≠固醇，胆固醇是固醇的一种。3.磷脂和固醇都是动物细胞膜的重要组成成分。胆固醇减小细胞膜的流动性，增强刚性。4.脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。5.性激素的化学本质是固醇，不是蛋白质。糖类和脂质的关系1糖类和脂质的比较物质耗氧产水量单位质量放能糖类少少少脂肪多多多1g糖原氧化分解释放出约17kJ的能量，而1g脂肪可以放出约39kJ的能量。2糖类和脂质的相互转化细胞中的糖类细胞中的脂质转化转化条件程度实例条件程度实例在血糖供应充足时可以大量转化北京填鸭快速育肥一般只在糖类代谢发生障碍、引起供能不足时不能大量转化长时间的有氧运动才能消耗脂肪，起到减肥效果糖类和脂质的关系3供能顺序先是糖类氧化供能，当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能。正常代谢中,蛋白质一般不供能，当需要蛋白质大量供能时，说阳生物体已经病重或生命接近终结。4归纳法记忆细胞中的能源物质能源物质------细胞中，糖类、脂肪、蛋白质都是能源物质。主要能源物质------糖类是主要的能源物质。在正常情况下，糖类分解供能约占总能量的70%。直接能源物质------ATP是直接能源物质。生命活动所需能量由ATP水解提供，储能物质所含能量一般只有转移到ATP中才能用于各项生命活动。储能物质------脂肪是细胞中良好的储能物质。动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。为什么脂肪不是生物体利用的主要能源物质呢①脂肪不溶于水；糖类可以。②脂肪氧化分解速率慢；糖类则较快。③脂肪必须在有氧条件下分解；糖类在有氧或无氧条件下均可。④有些器官或组织（例：大脑和神经组织）必须由糖类来供能。既然等质量的脂肪比糖类含的能量更多，但为什么脂肪不是生物体利用的主要能源物质呢？【考点4】蛋白质是生命活动的主要承担者大王*生物组成元素C、H、O、N（S）构成1氨基酸的种类不同2氨基酸的数目不同3氨基酸排列顺序不同4肽链的空间结构不同基本单位氨基酸通式H2NCCOHOHR脱水缩合多肽蛋白质盘曲折叠结构多样性功能多样性1结构蛋白：膜蛋白、毛发2催化作用：如胃蛋白酶3运输作用：如血红蛋白4免疫作用：如抗体5调节作用：如胰岛素决定蛋白质的功能蛋白质功能的多样性调节结构催化运输免疫运动贮藏许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要蛋白，如肌肉、头发等如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，会伴随肌原纤维的收缩而产生运动大多数酶化学本质是蛋白质，生物催化剂负责物质转运的蛋白质，如转运蛋白、血红蛋白等如抗体，与病原体作“斗争”的蛋白质如胰岛素，可调节血糖代谢如卵清蛋白，可为胚胎发育提供氨基酸大王*生物蛋白质的变性、盐析和水解本质生物活性因素变性空间结构被破坏，肽键未被破坏活性一般会丧失，如蛋白质类的酶失活化学因素：强酸、强碱、重金属离子等；物理因素：高温、紫外线照射等盐析蛋白质在中性盐溶液中溶解度改变不会失活盐溶液的种类及浓度、温度等水解一级结构改变，肽键断裂，形成氨基酸或短肽失活酶、酸、碱等蛋白质的的基本组成单位——氨基酸大王*生物1元素组成C、H、O、N，有的还含有S等。2结构通式3种类氨基羧基侧链基团（R基）决定氨基酸的种类和性质与相邻氨基酸的-NH2脱水缩合形成肽键与相邻氨基酸的-COOH脱水缩合形成肽键RCHH2NCOHO组成人体蛋白质的氨基酸（21种）必需氨基酸非必需氨基酸8种，人体细胞不能合成，必须从外界环境获取(婴儿有9种)13种，人体细胞能够合成蛋白质的的结构大王*生物1氨基酸脱水缩合形成多肽1)场所：核糖体2)形成过程：R1CHH2NCOHOR2CHNCOHOHHH2OR1CHH2NCOR2CHNCOHOH由多个氨基酸脱水缩合形成的，含有多个肽键的化合物叫多肽。多肽通常呈链状结构，叫肽链。蛋白质的的结构大王*生物2蛋白质结构多样性的原因蛋白质结构的多样性氨基酸的种类不同，构成的肽链不同氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同氨基酸的数目不同，构成的肽链不同肽链的盘曲、折叠方式及形成的空间结构不同，构成的蛋白质不同蛋白质的的结构大王*生物3蛋白质的相关计算1)多肽种类的计算——排列组合①有三种氨基酸，且每种氨基酸数目无限的情况下，形成二肽或三胎的种类：33333二肽：32=9种三肽：32=9种①有三种氨基酸，在每种氨基酸数目只有一个的情况下，形成二肽或三胎的种类：32321二肽：3*2=6种二肽：3*2*1=6种蛋白质的的结构大王*生物3蛋白质的相关计算2)蛋白质形成过程种的相关计算肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽(蛋白质)的相对分子质量1条nn－1n－1至少1个至少1个an－18×(n－1)m条nn－mn－m至少m个至少m个an－18×(n－m)注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHRn蛋白质的的结构大王*生物3蛋白质的相关计算3)蛋白质种原子数的相关计算CHR1CHR2CHR3CHR4CHR5CHR6CHR7H2NCOOHNCOHCONHCONHCONHCONHOCNH(1)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。(2)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。(3)碳原子数＝氨基酸分子数*2＋R基上的碳原子数(4)氢原子数＝各氨基酸种的氢原子总数-脱去的水分子数*2【考点5】核酸是遗传信息的携带者大王*生物核酸元素组成C、H、O、N、P小分子物质基本单位核苷酸链核酸相互连接脱水聚合一条或两条磷酸+五碳糖含氮碱基+核苷酸RNA

（多为单链）DNA

（多为双链）携带遗传信息控制遗传、变异和蛋白质合成核酸的种类及分布大王*生物脱氧核糖核酸DNA核糖核酸RNA核酸的种类核酸的地位遗传信息的携带者核酸的种类及分布大王*生物核酸的分布

DNA

（脱氧核糖核酸）RNA

（核糖核酸）真核细胞：主要分布在细胞质中原核细胞：主要分布在细胞质中真核细胞主要分布在细胞核，少量在线粒体、叶绿体原核细胞主要分布在拟核（环状DNA分子），少量在质粒核酸是由核苷酸连接而成的长链大王*生物元素组成C、H、O、N、P核苷酸脱氧(核糖)核苷酸

核糖核苷酸

核糖OHH

H

OH

H

H

O

碱基

磷酸CH2

OH

O

OH

O

P

H

OHH

H

H

H

O

碱基

脱氧核酸

磷酸CH2

OH

O

O

P

OH

1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’核酸是由核苷酸连接而成的长链大王*生物核酸的结构脱氧核糖磷酸含氮碱基AGCT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸核糖磷酸含氮碱基AGCU腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶核糖核苷酸核酸是由核苷酸连接而成的长链大王*生物核酸的结构脱氧核苷酸A腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸G鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸C胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸T胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸核酸是由核苷酸连接而成的长链大王