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第二章 细胞的化学组成

第一节 细胞中的原子和分子

一、组成细胞的原子和分子

1、细胞中含量最多的6种元素是C、H、O、N、P、Ca(98%)。

2、组成生物体的基本元素:C元素。(碳原子间以共价键构成的碳链，碳链是生物构成生物大分子的基本骨架，称为有机物的碳骨架。)

3、缺乏必需元素可能导致疾病。如:克山病(缺硒)

4、生物界与非生物界的统一性和差异性

统一性:组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。

差异性:组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。

二、细胞中的无机化合物:水和无机盐

1、水:(1)含量:占细胞总重量的60%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。

(2)形式:自由水、结合水

 自由水:是以游离形式存在，可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂;②参与细胞内生化反应;③物质运输;④维持细胞的形态;⑤体温调节

(在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多)

 结合水:是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。

(结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强)

2、无机盐

(1)存在形式:离子

(2)作用

①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。

(如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。

②参与细胞的各种生命活动。(如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力)

第二节 细胞中的生物大分子

一、糖类

1、元素组成:由C、H、O 3种元素组成。

2、分类

概 念 种 类 分 布 主 要 功 能

单糖 不能水解的糖 核糖 动植物细胞 组成核酸的物质

脱氧核糖

葡萄糖 细胞的重要能源物质

二糖 水解后能够生成二分子单糖的糖 蔗糖 植物细胞

麦芽糖

乳糖 动物细胞

多糖 水解后能够生成许多个单糖分子的糖 淀粉 植物细胞 植物细胞中的储能物质

纤维素 植物细胞壁的基本组成成分

糖原 动物细胞 动物细胞中的储能物质

附:二糖与多糖的水解产物:

蔗糖→1葡萄糖+1果糖

麦芽糖→2葡萄糖

乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖

淀粉→麦芽糖→葡萄糖

纤维素→纤维二糖→葡萄糖

糖原→葡萄糖

3、功能:糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。

(另:能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。)

4.糖的鉴定:

(1)淀粉遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。

(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下，能够生成砖红色沉淀。

斐林试剂: 配制:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)+ 0.05g/mL CuSO4溶液(4-5滴)

使用:混合后使用，且现配现用。

二、脂质

1、元素组成:主要由C、H、O组成(C/H比例高于糖类)，有些还含N、P

2、分类:脂肪、类脂(如磷脂)、固醇(如胆固醇、性激素、维生素D等)

3.功能:

脂肪:细胞代谢所需能量的主要储存形式。

类脂中的磷脂:是构成生物膜的重要物质。

固醇:在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。

4、 脂肪的鉴定:脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。

(在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒)

三、蛋白质

1、元素组成:除C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S

2、基本组成单位:氨基酸(组成蛋白质的氨基酸约20种)

氨基酸结构通式: :

氨基酸的判断: ①同时有氨基和羧基

②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。

(组成蛋白质的20种氨基酸的区别:R基的不同)

3.形成:许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键(-CO-NH-)相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有功能的蛋白质

二肽:由2个氨基酸分子组成的肽链。

多肽:由n(n≥3)个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。

蛋白质结构的多样性的原因:组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同;

构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同

4.计算:

一个蛋白质分子中肽键数(脱去的水分子数)=氨基酸数 - 肽链条数。

一个蛋白质分子中至少含有氨基数(或羧基数)=肽链条数

5.功能:生命活动的主要承担者。(注意有关蛋白质的功能及举例)

6.蛋白质鉴定:与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应

双缩脲试剂:配制:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)和0.01g/mL CuSO4溶液(3-4滴)

使用:分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。

四、核酸

1、元素组成:由C、H、O、N、P 5种元素构成

2、基本单位:核苷酸(由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成)

1分子磷酸

脱氧核苷酸 1分子脱氧核糖

(4种) 1分子含氮碱基(A、T、G、C)

1分子磷酸

核糖核苷酸 1分子核糖

(4种) 1分子含氮碱基(A、U、G、C)

3、种类:脱氧核糖核酸(DNA)和 核糖核酸(RNA)

种类 英文缩写 基本组成单位 存在场所

脱氧核糖核酸 DNA 脱氧核苷酸(4种) 主要在细胞核中

(在叶绿体和线粒体中有少量存在)

核糖核酸 RNA 核糖核苷酸(4种) 主要存在细胞质中

4、生理功能:储存遗传信息，控制蛋白质的合成。

(原核、真核生物遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。)

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