第2章組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)知識-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第二章組成細(xì)胞的分子生物體生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)是：組成生物體的各種化學(xué)元素和化合物。2．組成生物體的化學(xué)元素有20多種：不同生物所含元素種類基本相同，但含量不同 大量元素：C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等；微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等；(生物體必不可少的元素，但需要量很少)基本元素：C(也是生命的核心元素)主要元素：C、H、O、N、P、S(6種，占生物體總量的97%以上)礦質(zhì)元素：N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni(14種)(糖類：C、H、O;脂肪：C、H、O;血紅蛋白：C、H、O、N、Fe;葉綠素：C、H、O、N、Mg;甲狀腺激素：C、H、O、N、I;核酸：C、H、O、N、P;ATP：C、H、O、N、P;纖維素：C、H、O)自然界中含量最多的元素是O;占人體細(xì)胞干重最多的元素是C，占細(xì)胞鮮重最多的元素是O。C、H、O、N四種元素含量比較：鮮重：Orsaquo;Crsaquo;Hrsaquo;N;干重：Crsaquo;Orsaquo;Nrsaquo;H生物界與非生物界具有統(tǒng)一性：組成細(xì)胞的元素在無機(jī)自然界都可以找到，沒有一種是細(xì)胞所特有的。生物界與非生物界具有差異性：細(xì)胞與非生物相比，各種元素的含量又大不相同。4.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)：①還原糖的檢測：材料——含糖量高，顏色較白的，如蘋果，梨試劑——斐林試劑（由0.1g/ml的氫氧化鈉和0.05g/ml的硫酸銅等量混合后加入組織樣液）現(xiàn)象——水浴加熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀。注意：淀粉為非還原性糖，其遇碘液后變藍(lán)。還原糖如葡萄糖，果糖，麥芽糖，乳糖。但蔗糖為非還原糖。斐林試劑很不穩(wěn)定，故甲液與乙液最好是現(xiàn)配先用，且必須混合均勻。②脂肪的檢測：材料——花生子葉試劑——蘇丹Ⅲ或者蘇丹Ⅳ染液現(xiàn)象——用高倍顯微鏡觀察后可見視野中被染成橘黃色（蘇丹Ⅲ）或者紅色（蘇丹Ⅳ）的脂肪顆粒。③蛋白質(zhì)的檢測：材料——豆?jié){、蛋清等試劑——雙縮脲試劑（由0.1g/ml的氫氧化鈉和0.01g/ml的硫酸銅先后加入組織樣液）現(xiàn)象——不需水浴加熱即可出現(xiàn)紫色反應(yīng)。注意：用蛋清時一定要稀釋，若稀釋不夠，與雙縮脲試劑反應(yīng)時，會黏在試管內(nèi)壁，使得反應(yīng)不夠徹底，且試管不易清洗；加入雙縮脲試劑的順序不能顛倒，先用A液造成堿性環(huán)境后再加入B液。第二節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N;S是蛋白質(zhì)的特征元素?；締挝唬喊被?，約有20種;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①每種氨基酸都至少含有一個氨基和一個羧基;②并且都連結(jié)在同一個碳原子上;肽鍵：-CO-NH-氨基酸脫水縮合形成多肽過程中：脫去的水分子數(shù)=形成的肽鍵數(shù)=氨基酸個數(shù)nndash;肽鏈數(shù)m形成的多肽的相對分子質(zhì)量=氨基酸的平均分子量╳氨基酸個數(shù)ndash;失去的水分子數(shù)╳18(多肽的合成場所：核糖體;蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)形成場所：內(nèi)質(zhì)網(wǎng))組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，其中必需氨基酸有8種(即不能在人體和動物體的細(xì)胞內(nèi)合成，只能從食物中獲得的氨基酸，有賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸)和12種非必需氨基酸(即在人體和動物體內(nèi)通過氨基轉(zhuǎn)換作用合成的氨基酸)。不能通過轉(zhuǎn)氨基作用合成必需氨基酸的原因：細(xì)胞中缺少合成這些必需氨基酸的中間產(chǎn)物。蛋白質(zhì)的功能：①構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)②催化作用，如酶③運(yùn)輸作用，如血紅蛋白運(yùn)輸氧氣、載體蛋白④調(diào)節(jié)作用，如胰島素、生長激素等⑤免疫作用，如抗體。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因：①氨基酸的種類不同②數(shù)目成百上千③排列順序千變?nèi)f化④多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。(蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性)相關(guān)計(jì)算肽鍵個數(shù)（脫水?dāng)?shù)）=氨基酸個數(shù)（N）─肽鏈條數(shù)（M）幾條肽鏈至少有幾個氨基和幾個羧基（至少兩頭有）蛋白質(zhì)分子量=N×a-18×（N─M）其中a代表氨基酸的平均相對分子量第三節(jié)遺傳信息的攜帶者——核酸1．核酸的結(jié)構(gòu)層次：2.核酸（遺傳信息的攜帶者）一分子磷酸（2種）①基本單位是：核苷酸一分子五碳糖（5種）一分子含氮堿基（8種）②核酸功能：是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，對于生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要作用。③核酸的種類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）DNA和RNA的組成成分比較(1)相同成分：含氮堿基A、G、C和磷酸。(2)不同成分【特別提醒】ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析2.觀察DNA和RNA在細(xì)胞中分布：①原理：用甲基綠和吡咯紅染液染色——甲基綠使DNA變綠、吡咯紅使RNA變紅鹽酸可以改變細(xì)胞膜的通透性加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，同時可以促使DNA與蛋白質(zhì)的分離。②步驟：取口腔上皮細(xì)胞制片——在30度的溫水中用鹽酸水解——用蒸餾水沖洗涂片——染色——觀察（先用低倍鏡玄色染色均勻，色澤淺的區(qū)域，再換高倍鏡觀察）。③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：細(xì)胞核被染成綠色，細(xì)胞質(zhì)被染成紅色。④實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA主要分布在細(xì)胞核，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)。（原核細(xì)胞DNA則主要位于擬核）實(shí)驗(yàn)注意問題(1)選材：口腔上皮細(xì)胞、無色的洋蔥表皮細(xì)胞，不能用紫色洋蔥表皮細(xì)胞或葉肉細(xì)胞，防止顏色的干擾。(2)緩水流沖洗目的：防止玻片上的細(xì)胞被沖走。(3)幾種試劑在實(shí)驗(yàn)中的作用①0.9%的NaCl溶液(生理鹽水)：保持口腔上皮細(xì)胞正常形態(tài)。②蒸餾水：a.配制染色劑；b.沖洗載玻片。③甲基綠和吡羅紅染液：混合使用且現(xiàn)配現(xiàn)用。(4)DNA和RNA在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都有分布，只是量的多少不同。故結(jié)論中強(qiáng)調(diào)“主要”而不能說“只”存在于細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)中。第四節(jié)細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)糖類的組成元素是C、H、O糖類是主要的能源物質(zhì)；主要分為單糖、二糖和多糖等①單糖：是不能再水解的糖。如葡萄糖、核糖、脫氧核糖（動植物都有）②二糖：是水解后能生成兩分子單糖的糖。植物二糖：蔗糖（水解為葡萄糖和果糖）、麥芽糖（水解為兩分子葡萄糖）動物二糖：乳糖（水解為葡萄糖和半乳糖）③多糖：是水解后能生成許多單糖的糖。多糖的基本組成單位都是葡萄糖。植物多糖：淀粉（貯能）、纖維素（細(xì)胞壁主要成分，不提供能源）動物多糖：糖元（貯能）（如肝糖原、肌糖原——提供肌肉能源）3.脂質(zhì)的組成元素是C、H、O，有些脂質(zhì)還含有P、N。脂質(zhì)中的氧元素的含量少于糖類，而氫的含量更多，所以等量的脂肪和等量的糖類，前者釋放的能量更多。（O含量相對少、H比例高，氧化分解釋放能量多，耗氧多）5.①單體：組成多糖，蛋白質(zhì)，核酸等生物大分子的基本單位，如葡萄糖，氨基酸，核苷酸。②多聚體：多糖，蛋白質(zhì)，核酸等生物大分子。③每個單體都以若干相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，有許多單體連成多聚體。故碳元素為基本元素。比較項(xiàng)目糖類脂質(zhì)區(qū)別元素組成C、H、OC、H、O、(N、P)種類單糖、二糖、多糖等脂肪、磷脂、固醇等合成部位淀粉：葉綠體纖維素：高爾基體糖原：主要是肝臟、肌肉主要是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生理作用①主要的能源物質(zhì)；②構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如糖被、細(xì)胞壁；③核酸的組成成分，如核糖、脫氧核糖①生物體的儲能物質(zhì)，如脂肪；②構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，如磷脂；③調(diào)節(jié)新陳代謝和生殖，如性激素相同質(zhì)量的物質(zhì)分解情況耗O2少，產(chǎn)H2O少，釋放能量少耗O2多，產(chǎn)H2O多，釋放能量多聯(lián)系糖類和脂肪相互轉(zhuǎn)化第五節(jié)細(xì)胞中的無機(jī)物水的概述：生物體內(nèi)含量最多的化合物；不同的生物種類含水量差異大，一般水生生物含水量多于陸生生物；同一生物不同發(fā)育時期含水量差異大，一般幼年大于老年；同一生物個體不同器官含水量也不同。存在形式含量功能聯(lián)系自由水約95％1、良好溶劑2、參與多種化學(xué)反應(yīng)3、運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物它們可相互轉(zhuǎn)化；代謝旺盛時自由水含量增多；隨結(jié)合水增加，抗逆性增強(qiáng)。結(jié)合水約％細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分注意：心肌含水79％呈堅(jiān)韌形態(tài)是因?yàn)槠浣Y(jié)合水含量多，而血液含水82％呈流動狀態(tài)是因?yàn)槠渥杂伤慷唷?.無機(jī)鹽（絕大多數(shù)以離子形式存在）功能：①構(gòu)成某些重要的化合物：Mg→組成葉綠素、Fe→血紅蛋白、I→甲狀腺激素②維持生物體的生命活動（如動物缺鈣會抽搐、血鈣高會肌無力）③維持酸堿平衡（如NaHCO3/H2CO3）④調(diào)節(jié)滲透壓4.植物必需無機(jī)鹽的驗(yàn)證（溶液培養(yǎng)法，注意對照）蒸騰作用是水分從活的植物體表面（主要是葉子）以水蒸汽狀態(tài)散失到大氣中的過程。植物幼小時，暴露在空氣中的全部表面都能蒸騰。成長的植物蒸騰部位主要在葉片。葉片蒸騰有兩種方式：一是通過角質(zhì)層的蒸騰，叫做角質(zhì)蒸騰；二是通過氣孔的蒸騰，叫做氣孔蒸騰，氣孔蒸騰是植物蒸騰作用的最主要方式。蒸騰作用的生理意義：它是植物吸收和運(yùn)輸水分的主要動力，可加速無機(jī)鹽向地上部分運(yùn)輸?shù)乃俾?，可降低植物體的溫度，使葉子在強(qiáng)光下進(jìn)行光合作用而不致受害。植物蒸騰丟失的水量是很大的。據(jù)估計(jì)1株玉米從出苗到收獲需消耗四、五百斤水。自養(yǎng)的綠色植物在進(jìn)行光合作用過程中，必須和周圍環(huán)境發(fā)生氣體交換。因此，植物體內(nèi)的水分就不可避免地要順著水勢梯度丟失，這是植物適應(yīng)陸地生活的必然結(jié)果。蒸騰作用的生理意義：（1）是植物吸收和運(yùn)輸水分的主要動力，特別是對于高大的植物，沒有蒸騰作用，高處的莖葉就無法得到水分。（2）能降低植物體和葉片表面的溫度，避免高溫灼傷（1g水20℃下蒸發(fā)，要吸收