21细胞中的元素和化合物

LOGO2011年年9月月12日日www.themegallery.com细胞中的元素和化合物第一节第一节组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素（占细胞（占细胞鲜重鲜重的百分比）的百分比）组成人体细胞的组成人体细胞的主要元素主要元素占细胞占细胞干重干重的百的百分比如何呢？分比如何呢？组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素（占细胞（占细胞干重干重的百分比）的百分比）上述元素，有哪上述元素，有哪一种是生物体所一种是生物体所特有的？特有的？元素元素地壳地壳细胞细胞O48.6065.0Si26.30极少极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0组成细胞的元素组成细胞的元素1、概述：、概述：最基本元素最基本元素:       C大量元素：大量元素：            C, H, O, N, P, S, K ,Ca, Mg微量元素微量元素:       Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo思考思考1：这：这20种常种常见元素，如果人体见元素，如果人体缺少其中某一种或缺少其中某一种或几种会怎样呢？几种会怎样呢？思考思考2：这些元素在细：这些元素在细胞内的存在形式大多是胞内的存在形式大多是以（以（   ）形式存在？）形式存在？A  单质单质  B 化合物化合物 构成细胞构成细胞的化合物的化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物水水无机盐无机盐糖类糖类脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸组成细胞的化合物组成细胞的化合物: :       1.有机化合物和无机化合有机化合物和无机化合物有什么区别物有什么区别?能举例说明吗能举例说明吗?       2.细胞内最多的有机化合细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种物和无机化合物分别是哪一种什么什么?它们对生命有什么意义它们对生命有什么意义?细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量化合物化合物质量分数（量分数（%）水水85-90无机无机盐1-1.5蛋白蛋白质7-10脂脂类1-2糖糖类和核酸和核酸1-1.5细胞中最多的化合物是细胞中最多的化合物是 ；最多的有机化合物是；最多的有机化合物是 。水水蛋白质蛋白质       你能举例说出哪些植物你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类器官的细胞中富含糖类,脂质脂质和蛋白质吗和蛋白质吗?如何从这些植物如何从这些植物器官中提取呢器官中提取呢?一、填空一、填空1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是的元素是_；占细胞干重百分比最多的；占细胞干重百分比最多的元素是元素是_。 _是构成细胞的是构成细胞的最基本元素。最基本元素。2一般情况下活细胞内含量最多的化合物是一般情况下活细胞内含量最多的化合物是_，含量最多的有机化合物，含量最多的有机化合物_。OCC水水蛋白质蛋白质二、选择题二、选择题1 1、科学家在研究生物体的化学成分时、科学家在研究生物体的化学成分时, ,发现组成生物体发现组成生物体的元素在非生物界也存在的元素在非生物界也存在, ,这一事实主要说明这一事实主要说明: : （ ） A A 生物界和非生物界没有区别生物界和非生物界没有区别 B B 生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界具有统一性 C C 生物来源于非生物生物来源于非生物 D D 生物界和非生物界具有差异性生物界和非生物界具有差异性2 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（的化合物是（ ）A A、蛋白质蛋白质 B B、脂肪脂肪 C C、糖类糖类 D D、水水B BD D3 3. .生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类组成它们的化学元素种类 （  ） A A、差异很大、差异很大 B B、有些差异、有些差异 C C大体相同大体相同 D D没有一定标准没有一定标准4 4在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动 必不可少的元素是必不可少的元素是（  ） A AFeFe、MnMn、ZnZn、Mg BMg BZnZn、CuCu、MnMn、CaCa C CZnZn、CuCu、B B、MnMn D DMgMg、MnMn、CuCu、MoMo5.5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（  ） A AC BC BH CH CO DO DN NC CC CA A2、组成生物体的化学元素的重要作用（1）组成各种化合物）组成各种化合物 C、H、O：N ： S ：  P ：             组成有机物的基本元素组成有机物的基本元素  组成蛋白质、核酸等组成蛋白质、核酸等  组成蛋白质组成蛋白质  组成核酸等组成核酸等  2、组成生物体的化学元素的重要作用（2）影响）影响 生命活动生命活动     B（硼）（硼）            促进花粉萌发和花粉管伸长。促进花粉萌发和花粉管伸长。              缺少时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良缺少时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良     K：         与维持体液浓度有关，多吃与维持体液浓度有关，多吃K有利于心脏有利于心脏第二节 组成生物体的化合物（含量最多）（含量最多）化合物化合物质量分数量分数/%水水85-90无机无机盐1-1.5蛋白蛋白质7-10脂脂类1-2糖糖类和核酸和核酸1-1.5细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量无机物无机物:有机物有机物:水水无机盐无机盐糖类、脂类、蛋白质、核酸糖类、脂类、蛋白质、核酸一、水一、水v几种不同生物体中水分的含量几种不同生物体中水分的含量生物生物水母水母鱼类蛙蛙哺乳哺乳类 藻藻类高等植物高等植物质量分数量分数%978085 7865906080组织器官器官牙牙齿骨髓骨髓 骨骼肌骨骼肌心心脏血液血液质量分数量分数%1022767983人体中几种不同器官或组织中水分的含量人体中几种不同器官或组织中水分的含量良好溶剂；良好溶剂；参与生物化学反应参与生物化学反应运送营养物质和废物运送营养物质和废物细胞中绝细胞中绝大部分的大部分的水水可流动、易蒸发可流动、易蒸发自自由由水水细胞结构的重要组细胞结构的重要组成成分成成分大约占全大约占全部水分的部水分的4.5%以氢键与蛋白质等结合以氢键与蛋白质等结合为水胶体，不蒸发、不为水胶体，不蒸发、不解离解离结结合合水水思考题：为什么打下的小麦要晒场思考题：为什么打下的小麦要晒场?二、无机盐v含量少，作用大含量少，作用大v主要以离子状主要以离子状态存在存在Mg 2+ - 叶绿素分子必需的成分叶绿素分子必需的成分 Fe 2+ - 血红蛋白的主要成份血红蛋白的主要成份 CaCO3 -动物和人体的骨、牙齿的重要成分动物和人体的骨、牙齿的重要成分 血液中，（离子形式的）钙盐过低血液中，（离子形式的）钙盐过低抽搐抽搐巩固巩固练习1、人体的、人体的钙在骨骼和牙在骨骼和牙齿中以中以-形式存在。形式存在。钙在在血液中主要以血液中主要以-的形式存在，如果含量太低会的形式存在，如果含量太低会出出现-现象。象。2、人体内的、人体内的镁可以从蔬菜中的什么器官可以从蔬菜中的什么器官获得？得？为什么？什么？3、生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美、生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚的珊瑚鱼，组成它成它们的化学元素的化学元素   A. 差异很大差异很大     B. 有些差异有些差异   C. 大体相同大体相同     D. 没有一定没有一定标准准甲甲2ml蒸馏水蒸馏水1ml人血液人血液乙乙丙丙2ml 0.9%NaCl1ml人血液人血液2ml 9%NaCl1ml人血液人血液无无机机盐盐和和水水在在维维持持细细胞胞形形态态中中的的作作用用三、糖三、糖类二糖单糖糖类多糖(植物植物) 储能；储能；种子种子, 果实果实构成细胞壁；构成细胞壁；含量最多含量最多淀粉淀粉纤维素纤维素植物植物多多糖糖(动物动物)储能；储能；肝糖元和肌糖元肝糖元和肌糖元糖元糖元动物动物乳汁中乳汁中,储能储能乳糖乳糖动物动物发芽的谷物种子发芽的谷物种子     甘蔗、甜菜甘蔗、甜菜麦芽糖麦芽糖蔗糖蔗糖植物植物二二糖糖重要能源重要能源甜，果实和蜂蜜中甜，果实和蜂蜜中葡萄糖葡萄糖果糖果糖半乳糖半乳糖六碳六碳糖糖RNA成分成分DNA成分成分核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖五碳五碳糖糖单单糖糖    分类分类         名称名称            作用作用          分布分布                         水解水解不能水解不能水解      2 葡萄糖葡萄糖1果糖果糖+1葡萄糖葡萄糖1半乳糖半乳糖+1葡萄糖葡萄糖n葡萄糖葡萄糖n葡萄糖葡萄糖n葡萄糖葡萄糖葡萄糖的结构葡萄糖的结构三、糖类三、糖类1 1、化学元素组成、化学元素组成：C H OC H O ，比例接近比例接近1：2：1 2 2、作用：作用：（1 1）构成生物体的重要成分）构成生物体的重要成分（2 2）细胞的）细胞的 主要主要 能源物质能源物质C C6 6H H1212O O6 6 C C1212H H2222O O11 11 (C(C6 6H H1010O O5 5) )n n葡萄糖葡萄糖 二糖二糖 多糖多糖C Cn n( (H H2 2O O) )m m 碳水化合物碳水化合物四、脂质四、脂质卵巢、睾丸皮肤（佝偻病）脂肪、脑、胆汁动物的脑和卵大豆的种子植物种子植物果实动物脂肪细胞*分布CHOCHOCHOCHONPCHO储存能量储存能量维温、缓冲（高等动物）脂肪性激素维生素D调节代谢、生殖、发育胆固醇固醇生物膜生物膜的重要成分类脂磷脂元素作用分类单糖单糖二糖二糖多糖多糖Cellulose Fibers from Print Paper (SEM x1,080). 四、脂质1、化学元素组成：C、H、O（N、P）脂肪由脂肪由C、H、O组成，但组成，但H:O22、脂肪储能，磷脂生物膜，固醇调节。五、蛋白质1 1、含量：占细胞干物质中的、含量：占细胞干物质中的5050以上。以上。2 2、基本组成单位：氨基酸、基本组成单位：氨基酸 五、蛋白质五、蛋白质1 1、含量：占细胞干物质中的、含量：占细胞干物质中的5050以上。以上。2 2、基本组成单位：氨基酸、基本组成单位：氨基酸3 3、元素组成：、元素组成：C H O N C H O N （P SP S）4 4、分子结构：氨基酸、分子结构：氨基酸蛋白质蛋白质CRCHOOH氨基氨基羧基羧基R R基团基团NHHCOOCHRHHNHCHN2OHOCRH缩合2NCHOCRHOCOCHRHNHOH2HOH多多肽肽的的形形成成多多肽肽的的形形成成多多肽肽的的形形成成多多肽肽的的形形成成五、蛋白质五、蛋白质1 1、含量：占细胞干物质中的、含量：占细胞干物质中的5050以上。以上。2 2、基本组成单位：氨基酸、基本组成单位：氨基酸3 3、元素组成：、元素组成：4 4、分子结构：、分子结构：5、空间结构：血红蛋白胰岛素抗体肌动蛋白五、蛋白质（生命大分子）1 1、含量：占细胞干物质中的、含量：占细胞干物质中的5050以上。以上。2 2、基本组成单位：氨基酸、基本组成单位：氨基酸3 3、分子结构：、分子结构：4 4、相对分子质量、相对分子质量5 5、空间结构：、空间结构：6 6、蛋白质的功能、蛋白质的功能（1 1）构成细胞和生命体，如肌肉；）构成细胞和生命体，如肌肉；（2 2）催化作用，如绝大多数酶；）催化作用，如绝大多数酶；（3 3）运输作用，如血红蛋白；）运输作用，如血红蛋白；（4 4）调节作用，如胰岛素；）调节作用，如胰岛素；（5 5）免疫作用，如抗体。）免疫作用，如抗体。几种数量关系几种数量关系形成蛋白形成蛋白质的的过程中，程中，1，若由，若由M个氨基酸形成个氨基酸形成1条条肽链，            则：肽键数数=_,      脱去的水分子数脱去的水分子数=_,这些些aa形成蛋白形成蛋白质后，分子量减少了后，分子量减少了_2, 若若M个氨基酸形成个氨基酸形成N条条肽链，          则：肽键数数=                   ，脱去的水分子数脱去的水分子数=                     ；M-1M-1M-1M-1 18(M-1) 18(M-1)M-NM-NM-NM-N肽键数脱下的水分子数氨基酸的个数肽链条数肽键数脱下的水分子数氨基酸的个数肽链条数  蛋白质分子量的计算：蛋白质分子量的计算：20种氨基酸的种氨基酸的平均分子量为平均分子量为128，由，由100个氨基酸所个氨基酸所组成组成1条多肽链，其分子量应为条多肽链，其分子量应为_。100×12818×99练习         结晶牛胰晶牛胰岛素是含素是含51个氨基酸、两条个氨基酸、两条肽链的蛋白的蛋白质分子，其中分子，其中a链有有21个氨基个氨基酸，酸，b链有有30个氨基酸，个氨基酸，     试问，这51个氨基酸以个氨基酸以_方式方式形成两条形成两条肽链，这51个氨基酸形成胰个氨基酸形成胰岛素素后，分子量比原来减少了后，分子量比原来减少了-。这51个氨个氨基酸形成胰基酸形成胰岛素后共形成素后共形成-个个肽键。习题：据下列据下列结构式，回答构式，回答问题：         CH3               H               H                        |                      H2NCCONHCCONHCCOOH                  H      CH2  CH2                       CO   COOH                  NH2        （1）该化合物中有化合物中有种氨基酸。种氨基酸。（2）该化合物中有化合物中有个个肽键。（3）该化合物是由化合物是由个氨基酸失去个氨基酸失去分子水而分子水而形成的，形成的，这样的反的反应叫做叫做        。        （4）该化合物叫做化合物叫做 。 3； 2； 3，2，脱水缩合反应； 三肽脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸DNA DNA的基本组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核酸的基本组成单位核苷酸1个核苷酸个核苷酸=1分子含氮碱基分子含氮碱基+1分子五碳糖分子五碳糖+1分子磷酸分子磷酸六、核酸1 1、分类：、分类：DNA DNA 和和 RNARNA2 2、作用：作用：遗传物质，控制遗传变异和蛋白质合成遗传物质，控制遗传变异和蛋白质合成3 3、分布：、分布：DNADNA细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体RNARNA细胞质细胞质4 4、基本组成单位：、基本组成单位：（核糖）（核糖）核糖核苷酸核糖核苷酸5 5、化学元素组成：、化学元素组成：C H O N PC H O N P脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 DNA核糖核酸核糖核酸 RNA元素元素C H O N P相相对分分子子质量量高分子高分子 组成成单位位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸链 数数双双链单链存在存在细胞核，胞核，线粒体，粒体，叶叶绿体体主要在主要在 细胞胞质作用作用遗传物物质一分子磷酸一分子五碳糖一分子含氮碱基核苷酸本节小结本节小结分类含量作用结构特点元素水老虎良好溶剂H2O（自由与结合）HO无机盐组构维持 多样（离子与结合）糖类主要能源 单二多，多是大分子CHO脂质储能物质 肪类固，肪是大分子CHO(NP)蛋白质猴子生命物质氨基酸，大分子CHON(PS)核酸遗传物质核苷酸，大分子CHONP各种物质发挥各自作用，离不开生物体，离不开细胞。例题例题1、生化分析某有机分子样品，得知该物质含C、H、O、N、P等基本元素，该物质最可能是（ ）A 淀粉 B 脂肪 C 核酸 D 蛋白质2、组成生物体蛋白质的氨基酸平均分子量是130，某由两条肽链组成的蛋白质含98个肽键，则其分子量约为_。3、下列哪项不是核酸的功能？（ ）A 体现出生物的性状 B 决定生物的性状C 可导致生物性状改变 C 控制生物蛋白质合成CRCHOOH氨基氨基羧基羧基R R基团基团NHH谷氨酸的R基为C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的分子数分别是 A. 4,4 B. 5,4 C. 4,5 D. 5,5练习：COOCHRHHNHCHN2OHOCRH（三）分子结构缩合氨基酸形成二肽氨基酸形成二肽2NCHOCRHOCOCHRHNHOH2HOHv脱水缩合：脱水缩合： 一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基相连接，失去一分子的水。羧基相连接，失去一分子的水。v肽键：肽键：- -CO-NH-CO-NH-v多肽：多肽：v肽链：肽链：三肽如何形成？三肽如何形成？请写出：三肽化合物结构式请写出：三肽化合物结构式 。它至少有几个它至少有几个-COOH -COOH 和和 - NH- NH2 2 ？ 生成的水分子数和形成的肽键数目？生成的水分子数和形成的肽键数目？空间结构空间结构多样性：多样性：1.氨基酸的氨基酸的种类种类不同不同2.数目数目成百上千成百上千3.排列排列次序次序变化多端变化多端4.肽链的肽链的空间结构空间结构千千差万别差万别 COOH / NH2CH / CH2SH半胱氨酸： COOH / NH2CH / S CH2 二硫键 COOH / NH2CH / CH2S（四）主要功能（四）主要功能v有些是构成细胞和生物体的重要物质v有些有催化作用v有些有运输作用v有些有调节作用v有些有免疫作用 血液中运输氧气的化合物所含有的元素主要有： （ ） A. C, H, O, Ca, Fe B. C, O, B, Ca, Fe C. C, H, N, Ca, P D. C, H, O, N, FeD 植物从土壤中吸收并运输到叶肉细胞的氮和磷，主要用于合成 （ ）淀粉 葡萄糖 脂肪 磷脂 蛋白质 核酸A. B. C. D. C六、核酸六、核酸v一切生物的一切生物的遗传物物质。   非非细胞生物的胞生物的遗传物物质是是DNA或或RNA   细胞生物的胞生物的遗传物物质是是DNAv元素元素组成：成：C、H、O、N、Pv分子量：几十万至几百万分子量：几十万至几百万DNA结构核酸的基本组成单位核苷酸P五碳糖五碳糖N其中：其中：P磷酸；磷酸；N含氮碱基；含氮碱基；脱氧核苷酸脱氧核苷酸P脱氧脱氧核糖核糖NP核糖核糖N核糖核苷酸核糖核苷酸实验一一 生物生物组织中可溶性中可溶性还原糖、脂肪、蛋白原糖、脂肪、蛋白质的的鉴定定实验原理：颜色反应v还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖（半缩醛羟基） NaOH+CuSO4=Cu(OH)2 CH2OH-(CHOH)4-CHO+2Cu(OH)2-Cu2O (砖红色)+2H2O+CH2OH-(CHOH)4-COOHv蛋白质：双缩脲。在碱性溶液中（NaOH）双缩脲（H2NOC-NH-CONH2）与Cu 2+作用，形成紫色或紫红色的络合物。由于蛋白质分子的肽键与双缩脲结构相似，因此。v脂肪：苏丹橙黄色；苏丹红色。实验材料：含糖量较高、组织颜色较浅。富含脂肪的种子。富含蛋白质的组织，大豆，鸡蛋操作：A液（0.1g/mL NaOH）2mL和B(0.05g/mL CuSO4)液4-5滴混合后切片染色50%酒精洗浮色滴蒸馏水低倍镜观察高倍镜观察先加A液（0.1g/mL NaOH）2mL观察，然后加B(0.01g/mL CuSO4)液3-4滴细胞壁胞壁v化学成分：纤维素和果胶v作用：支持和保护v结构特点：全透性v去细胞壁的方法：纤维素酶、果胶酶分离植物细胞的细胞壁，获得原生质体。动物细胞中储存能量的物质动物细胞中储存能量的物质动物细胞动物细胞糖元糖元细胞壁的组成成分细胞壁的组成成分纤维素纤维素植物细胞中储存能量的物质植物细胞中储存能量的物质植物细胞植物细胞淀粉淀粉多糖多糖能水解成能水解成1 1分子葡萄糖和分子葡萄糖和1 1分分子半乳糖子半乳糖动物细胞动物细胞乳糖乳糖能水解成能水解成2 2分子葡萄糖分子葡萄糖麦芽糖麦芽糖能水解成能水解成1 1分子果糖和分子果糖和1 1分子分子葡萄糖葡萄糖贮贮能能植物细胞植物细胞蔗糖蔗糖二糖二糖植物光合作用的产物，植物光合作用的产物，是细胞的重要能源物质是细胞的重要能源物质葡萄糖葡萄糖六碳糖六碳糖构成构成 DNA 的重要物质的重要物质脱氧核糖脱氧核糖构成构成 RNA的重要物质的重要物质动植物细胞动植物细胞核糖核糖五碳糖五碳糖单糖单糖功能功能分布分布种类种类还原性糖原性糖含游离含游离醛基或游离基或游离酮基基糖的糖的鉴定定试剂：菲林：菲林试剂现象：生成象：生成砖红色沉淀色沉淀菲林菲林试剂的的组成（成（质量量浓度）：度）：0.1g/mL的的NaOH 和和0. 05g/mL的的CuSO4还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖 实验原理：颜色反应 NaOH+CuSO4=Cu(OH)2 CH2OH-(CHOH)4-CHO+2Cu(OH)2Cu2O (砖红色)+2H2O+CH2OH-(CHOH)4-COOH脂肪生物体储存能量的物质38.91kJ/g；减少身体热量散失，维持体温恒定，减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用。类脂磷脂生物膜的重要成分固醇胆固醇性激素VD人体必需的有机化合物性细胞的成熟，与第二性征有关促进小肠对钙和磷的吸收维生素维生素D D胆固醇胆固醇对于维持正常的新陈代谢和生殖过程对于维持正常的新陈代谢和生殖过程起重要调节作用起重要调节作用性激素性激素固醇类固醇类构成细胞膜和细胞器膜的重要成分构成细胞膜和细胞器膜的重要成分磷脂磷脂类脂类脂（1 1）生物体内储存能量的物质）生物体内储存能量的物质（2 2）减少散热，维持体温恒定，减）减少散热，维持体温恒定，减少内部器官的摩擦和缓冲外界压力少内部器官的摩擦和缓冲外界压力脂肪脂肪生理功能生理功能种类种类正常人与镰刀型贫血病人的血红细胞Ø一切生命活动都离不开蛋白质。Ø蛋白质发挥作用依赖于其特定空间结构。Ø空间结构的多样性由氨基酸的种类和排列顺序决定。六、核酸1、分类：DNA 和 RNA2、作用：遗传物质，控制遗传变异和蛋白质合成3、分布：DNA细胞核、线粒体、叶绿体RNA细胞质4、基本组成单位：（脱氧）核糖核苷酸 核糖核苷酸, 脱氧核糖核苷酸（1）每个羧基都含有一个羟基（ ）（2）肽键是区别于共价键和离子键的另一种键（ ）（3）氨基酸结合和单糖结合一样都是脱水缩合（ ）（4）肽分为二肽、多肽和肽链三种（ ）（5）每种蛋白质都由一条多肽链组成（ ）（6）3个不同种的氨基酸最多能组成12种多肽（ ）判断题：173.56×1014