第二章：组成细胞的元素和化合物

第二章组成细胞的分子细胞干重C, O,N,H 鲜重 0, C,H,N 微量重要性：Fe贫血Mg叶片发黄Ga抽搐化学元素：（1）统一性：在自然界中能找 到（2）差异性：种类、含量不同为什么说C是构成细胞的最基本元素？ 答：因为碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分 子，而生物大分子在生物体的生命活动中具有重要作用。地球上的生命是在C的基础上建立 起来的。二（组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在）组成细胞的化合物分为两大类：无机物和有机物；其中无机物包括水（8590%）和无 机盐（11.5%）,有机物包括蛋白质（710%）、核酸，糖类（共11.5%）和脂质（12%） 等。第一节细胞中的元素和化合物组成细胞的元素组成细胞的化合物检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1、还原糖的检验：还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）与菲林试剂（班氏试剂）反应生成砖红色沉淀（水浴加热）；淀粉遇碘液变蓝淀粉在淀粉酶催化作用下不能用斐林检验（温度影响酶的活性2、脂肪的检测：被苏丹III染液染成橘黄色3、蛋白质的检测：蛋白质与双缩脲试剂反应产生紫色注：菲林试剂与双缩脲试剂都是用A液（NaOH ）和£液（CuS04）配制，但二者浓度不同， 使用时菲林试剂要现配现用，双缩脲试剂要先加NaOH后加CuS04第一节命活动的主要承担者一蛋白质一氨基酸的结构及其种类1、组成元素：主要有C、H、O、N,有的R基上还含有S等元素。2、 结构通式：a.氨基与羧基连在同一碳原子上；b.R基决定氨基酸H 的种类；c.相邻的氨基酸的氨基和羧基脱水缩合形成肽键；d.R基上可能含有氨基和羧基，但不参与脱水缩合反应;在形成蛋白质时，（ 如R基上有一SH会参与形成蛋白质不同多肽链之间的一SS。3、种类：（1）必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。人体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，包括8种（婴儿有9种，组氨酸）必需氨基酸。（2）非必需氨基酸：人体细胞能合成的氨基酸，共12种。二蛋白质的结构及其多样性1、氨基酸形成蛋白质的方式：氨基酸分子通过脱水缩合的方式形成蛋白质，合成过程如下：2、相关概念：（1）脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分 子水，这种结合方式就叫脱水缩合（2）肽键：连接两个氨基酸分子的化学结构叫肽键，结构简式为一CONH或一NHCO（3）肽：有两个氨基酸分子，经脱水缩合形成的、含有一个肽键的化合物叫二肽；有三个 氨基酸分子脱水缩合而成的、含有两个探监的化合物叫三肽；由多个氨基酸分子，经脱水缩 合而成的、含有多个肽键的化合物叫多肽。駄鍵 IIIII0HR?n 1二联（4）肽链：多肽通常呈链状结构，称为肽链。肽链不是直线型，也不在同一平面上，而是 由侧链R基与R基之间相互作用形成的非常复杂的空间结构。吧一f-j也二卜厂厂OXH 7舸+皿%0 缩合 H Ra3、蛋白质分子的多样性（1）蛋白质的结构层次C、H、O、N等兀素f氨基酸f二肽f三肽 多肽f蛋白质（一条或多条肽链）。（2）蛋白质具有多样性的原因组成元秦导致广种类:氨基酸必需氨基酸：盼非必需氨基酸：1仝种OIIHjNCCOH脱水缩合肽祈£盘碇务爰白质R至少有一 "一NH2和一 "一COOH连在同一个C原子上 绢成墨白质的氨基酸不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同务肽的空间给构不同导致結构务样性导致功能务样性I.特点:构成生物体，如结构爰白如血红爰白 如酶 如胰岛秦 如抗休运愉作用，催化作用,调节作用,免疫作用，4、有关蛋白质的计算相 关 计 算(1) 脱水数=肽键数=氨基酸数一肽链数(2) 氨基数=肽链数+R基上的氨基数二各氨基酸中氨基的总数一肽键数(3) 羧基数二肽链数+R基上的羧基数二各氨基酸中羧基的总数一肽键数(4) 蛋白质相对分子质量一各氨基酸平均相对分子质量X氨基酸数一18X脱水数(5) N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数二各氨基酸中N原子的总数(6) 0原子数=肽键数+2X肽链数+R基上的0原子数二各氨基酸中0原子的总数 脱水数(7) H原子数二各氨基酸中H原子的总数一2X脱水数 注意：上述计算公式适用的前提是肽链而不是肽环。三蛋白质的功能蛋白质的功能：构成细胞和生物体结构的重要物质，根据其在生物体内的作用分为结构蛋白 和功能蛋白。功能蛋白的作用：催化作用，运输作用，运动功能，信息传递作用、调节作用，免疫作用第二节遗传信息的携带者一核酸一观察DNA和RNA在细胞中的分布1、甲基绿和呲罗红染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，呲罗红使 RNA呈现红色2、在此实验中加入的盐酸的作用是：能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时 使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合二核酸是由核苷酸连接而成的长链1、核酸知识点总结组 素：0 h、a 肌 f|磷酸基本单位：核昔酸J五碳糖I含氮的碱基脱氧核昔酸磷酸脱氧核糖含氮碱基核糖核昔酸人磷酸 核糖含氮碱基(A、T、C、G)核昔酸链一般2条(A、IL C、G)一般1条枝酸2、核酸的形成如同氨基酸形成蛋白质一样，脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸通过一定的方式(脱水缩合), 分别构成脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA).核苷酸通过磷酸二酯键连接成长链。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，RNA是由核糖 核苷酸连接而成的长链。在绝大多数生物的体细胞中，DNA由两条核苷酸链构成，RNA由 一条核苷酸链构成。磷酸和脱氧核糖在脱氧核苷酸倡廉中交替连接的位置关系稳定不变，而碱基的排列顺序可以 多种多样；脱氧核苷酸数=磷酸分子数=脱氧核糖分子数=碱基数3、核酸分子的多样性与特异性（1）虽然构成DNA（RNA）的脱氧核苷酸（核糖核苷酸）仅有四种，但成千上万个脱氧核苷 酸（核糖核苷酸）的排列顺序是多种多样的，因此，DNA（RNA）分子具有多样性（2）每个DNA分子的4中脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸 排列顺序代表特定的遗传信息，这决定了每一个DNA分子的特异性4、核酸的功能及生物的遗传物质（1）核酸的功能核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传变异及蛋白质的生物合成中具有极其重 要的作用。（2）细胞生物与病毒的遗传物质第三节细胞中的糖类和脂质细胞中的糖类和脂质比较项目糖类脂质组成元素C. H、O主要由C、H、O组成，还有N、P等种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇（胆固醇、性激素、维生素D）与能量关系是细胞的主要能源物质，动物细胞中的 糖原，植物细胞中的淀粉是重要的储能 物质脂肪是主要的储能物质与细胞组成糖蛋白是细胞膜的重要组成成分;五碳 糖是核酸的成分；纤维素是细胞壁的成 分等磷脂是细胞膜的骨架，胆固醇是动物 细胞膜的组成成分三生物大分子以碳链为骨架第四节细胞中的无机物细胞中的水和无机盐比较项目水无机盐存在形式自由水、结合水多数以离子形式存在，少数以化合 物的形式存在功能（1）是细胞内某些化合物的重要成分（2）细胞内的良好溶剂；（3）参与生 化反应；（4）运输营养物质和代谢废物；（1）组成复杂的化合物；Fe, Mg（2）调节细胞渗透压和酸碱平衡二细胞是多种元素和化合物构成的生命系统各种化学元素是构成细胞中化合物的基础，各种有机化合物是构成细胞声明大厦的基 本框架。糖类和脂肪提供能量，水和无机盐构建细胞及参与细胞生命活动。任何一种化合 物都不能单独地完成某一项生命活动，只有这些化合物按照一定的方式有机地组织起来， 才能表现出细胞和生物体的生命现象。