高中生物思維導(dǎo)圖在生物中的應(yīng)用246;組成細(xì)胞的分子知識(shí)點(diǎn)

高中生物思維導(dǎo)圖在生物中的應(yīng)用2.組成細(xì)胞的分子知識(shí)點(diǎn)2.組成細(xì)胞的分子2.1元素1一、體現(xiàn)1(生物界與非生物界的統(tǒng)一性:種類相似;組成細(xì)胞的元素都能在非生物界中找到;沒有一種元素是無機(jī)環(huán)境特有的2(生物界與非生物界的差異性:含量不同(原因:有選擇地物質(zhì)交換34(形式:在生物體內(nèi)，元素主要以化合物的形式存在;知識(shí)聯(lián)想:在生物體內(nèi)，無機(jī)鹽主要以離子的形式存在二、含量的分析方法:物理學(xué)，化學(xué)，生物學(xué)三、分類1(必需(1)大量元素:C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K?主要元素:C、H、O、N、P、S?基本元素:C、H、O、N;鮮重排行:O>C>H>N;干重排行:C>O>N>H最基本元素:C，生命元素，構(gòu)成碳鏈骨架，形成三種大分子，即蛋白質(zhì)、核酸、多糖??細(xì)胞鮮重最多的是O，水是最多的化合物?細(xì)胞干重最多的是C，蛋白質(zhì)是最多的有機(jī)物(2)微量元素:Zn、Mo(鉬)、Cu、B(硼)、Fe、Mn(錳);特點(diǎn):含量很少，但其作用是其它元素不可替代2(非必需:有害元素;無害元素3(礦質(zhì)元素:對(duì)植物而言，除CHO外為礦質(zhì)元素(1)必需:能再利用元素:N、P、K、Mg;若植物缺乏，老葉先受損。不被再利用元素:Ca、S、B;若植物缺乏，幼葉先受損(2)非必需四、元素的數(shù)量比較:=相對(duì)含量/相對(duì)分子質(zhì)量，即相當(dāng)于求物質(zhì)的量n=m/M;活細(xì)胞中，H數(shù)量最多五、化合物的特征元素1(蛋白質(zhì):S2(血紅蛋白:Fe3(葉綠素:Mg4(甲狀腺激素:I5(核酸、ATP、磷脂:P，磷酸基團(tuán)2六、物質(zhì)代謝1(含有C的物質(zhì)，其代謝產(chǎn)物為CO22(含有H、O的物質(zhì)，其代謝產(chǎn)物為HO23(含有N的物質(zhì)，其代謝產(chǎn)物為尿素、NH32.2水3一、地位1(生命之源2(細(xì)胞最多的化合物:鮮重最多;最多的無機(jī)化合物;50%以上二、分布1(不同生物:體內(nèi)含水量不同;一般水生生物體內(nèi)的含水量比陸生生物多2(同一生物體內(nèi):(1)不同器官的含水量不同;一般代謝旺盛的組織、器官含水量多(2)生物體在不同的生長發(fā)育時(shí)期含水量不同;年少的大于年老的(3)不同性別的含水量不同;男人>女人三、分類1(自由水(1)功能?良好的溶劑:許多物質(zhì)溶解在水中參與細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)生化反應(yīng)(光合作用、呼吸作用)??絕大多數(shù)細(xì)胞必需浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中?運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)或代謝廢物(2)特點(diǎn):流動(dòng)性強(qiáng)、易蒸發(fā);參與物質(zhì)代謝(3)含量:95%以上2(結(jié)合水(1)功能:細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分(2)特點(diǎn):不流動(dòng)、不蒸發(fā);與其他物質(zhì)結(jié)合(3)含量:4.5%3(影響形態(tài):心肌，結(jié)合水相對(duì)高;血液，自由水相對(duì)高，二者含水量相當(dāng)4(相互轉(zhuǎn)換(1)抗逆性:抗寒，抗旱，抗鹽，抗病蟲害;結(jié)合水相對(duì)含量越高，抗逆性相對(duì)越強(qiáng)(2)生物體內(nèi)，自由水與結(jié)合水成動(dòng)態(tài)平衡(3)自由水/結(jié)合水:比值大，代謝旺盛，溫度高，抗逆性差;比值小，代謝緩慢，溫度低，抗逆性強(qiáng)(4)應(yīng)用:儲(chǔ)存、越冬作物5(種子(1)鮮種子:比值大4(2)干種子:暴曬處理;用水浸泡后，仍能萌發(fā);失去自由水，具有生理活性(3)死種子:烘干、壞死;用水浸泡后，不再萌發(fā);失去結(jié)合水，不具生理活性四、水的產(chǎn)生1(有氧呼吸第三階段(線粒體內(nèi)膜)(ATP的合成(葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))23(單糖合成多糖(細(xì)胞內(nèi))4(氨基酸脫水縮合(核糖體)5(DNA分子復(fù)制、轉(zhuǎn)錄(細(xì)胞核、葉綠體、線粒體)五、水的利用1(光反應(yīng)(葉綠體類囊體薄膜)2(有氧呼吸第二階段(線粒體基質(zhì))3(水解反應(yīng):ATP(葉綠體基質(zhì)等)，肝糖原水解，淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪消化，DNA、RNA的水解六、水的調(diào)節(jié):抗利尿激素七、水的吸收:滲透作用2.3無機(jī)鹽一、狀態(tài)1(大多數(shù)以離子形式存在2(少數(shù)以化合物形式存在(1)Ca形成骨骼和牙齒;過多，肌無力;過少，兒童佝僂病，中老年骨質(zhì)疏松、痙攣(2)Fe形成血紅蛋白:缺鐵性貧血癥5(3)Mg形成葉綠素:缺Mg葉綠素合成受阻，影響光合作用(4)Zn形成酶:缺Zn，生長發(fā)育不良(侏儒癥)，性腺功能受阻(5)I形成甲狀腺激素:缺I，甲狀腺腫大，兒童智力和體格發(fā)育出現(xiàn)障礙二、功能1(構(gòu)成細(xì)胞某些復(fù)雜化合物的重要組成成分2(維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)(1)維持細(xì)胞正常形態(tài)和功能;細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)+-+(2)維持細(xì)胞滲透壓平衡:水鹽平衡，NaCl維持細(xì)胞外液的滲透壓平衡;K維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓平衡、(3)維持細(xì)胞的酸堿平衡:穩(wěn)態(tài)平衡，NaHCO/HCO、NaHPO/NaHPO維持血漿的酸堿平衡3232424三、驗(yàn)證四、跨膜運(yùn)輸1(植物細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收方式為主動(dòng)運(yùn)輸++2(高等動(dòng)物神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)過程中，靜息時(shí)，K外流;興奮時(shí)Na內(nèi)流;均為協(xié)助擴(kuò)散62.4蛋白質(zhì)一、元素:CHONS1(CHO2(區(qū)別元素:N。含量較穩(wěn)定，一般約為16%;計(jì)算，蛋白質(zhì)含量=6.25?蛋白氮，6.25為16%的倒數(shù)3(R基中的元素:多有S二、地位作用1(生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者72(占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)物:第二多的化合物3(占細(xì)胞干重最多的化合物、有機(jī)物:50%以上三、結(jié)構(gòu)組成1(單體:氨基酸1)種類:20。分為必需和非必需((2)結(jié)構(gòu)通式:CHONR;HN-CHR-COOH2422?數(shù)量上:每種氨基酸至少有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH，甲酸形成)?位置上:中心碳，并且氨基和羧基連在同一個(gè)碳原子上(氨基酸定義的由來);這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)(R表示);各基團(tuán)可隨意變換位置(立體的空間結(jié)構(gòu)，角度問題)?區(qū)別在于R基不同:最簡單的氨基酸的R基為-H，即甘氨酸?演化過程:甲烷?兩個(gè)-H元素被-NH2和-COOH取代?另一個(gè)-H被-R基取代?保留一個(gè)-H2(多肽(1)結(jié)合方式脫水縮合?1)肽鍵:—CO—NH—a)肽鏈:二肽、多肽(數(shù)字以漢字表示);環(huán)狀肽是由首尾的氨基、羧基反應(yīng)形成?方式1)中心碳上，—COOH脫下氧、氫，—NH2脫下氫2)R基一般不參與反應(yīng):-S-S-(二硫鍵)是由R基上2個(gè)-SH脫去2個(gè)H形成;R基間氨基、羧基反應(yīng)形成肽鍵?結(jié)構(gòu)1)氨基酸:種類不同;數(shù)目成百上千;排列順序千變?nèi)f化(n種氨基酸形成m肽，若各種氨基酸數(shù)目無限，m則形成m肽的種類為:n;n種氨基酸形成m肽，若各種氨基酸數(shù)目唯一，則形成m肽的種類為:n～)2)肽鏈:肽鏈空間結(jié)構(gòu)千差萬別(2)計(jì)算?n個(gè)氨基酸形成的m條肽鏈?要脫去n-m個(gè)水分子，形成n-m條肽鍵?蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量,氨基酸數(shù)×氨基酸的平均分子量,水的分子量×失去的水分子數(shù)?如果每個(gè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，那么由此形成的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為n?a-18(n-m)?二硫鍵:K對(duì)—SH形成K個(gè)—S—S—，同時(shí)去掉2K個(gè)H。蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為n?a-18(n-m)-2K8?至少含有的氨基(羧基)數(shù),肽鏈數(shù),m?實(shí)際含有的氨基(羧基)數(shù)=m+R基中游離數(shù)?N原子數(shù)=氨基酸數(shù)n+R基中N原子數(shù)=n+RN=鍵+m+RN?O=鍵+2m+ROC=2n+RC?11H=鍵+3m+n+RH12環(huán)狀多肽:n=肽鍵=水(計(jì)算時(shí)把環(huán)當(dāng)成0，即m=0)3(多聚體:蛋白質(zhì)(1)方式:α盤曲;β折疊(2)水解:水做反應(yīng)物，酶催化;分解成氨基酸或肽鏈;脫水縮合的逆反應(yīng);形成多聚體耗能，水解不耗能?類型1)首端/尾端肽鍵水解酶:按照首/尾端開始，逐個(gè)水解;最終形成單個(gè)氨基酸)某氨基酸的羧基/氨基端肽鍵酶:只水解特定的氨基酸的羧基/氨基端的肽鍵;最終形成氨基酸或多肽23)某氨基酸的兩側(cè)肽鍵酶:水解兩側(cè)肽鍵，使其成游離的氨基酸;最終形成氨基酸或多肽4)肽鍵水解:單個(gè)氨基酸(3)變性:高溫，強(qiáng)酸/堿，重金屬鹽等改變空間結(jié)構(gòu)四、功能1(結(jié)構(gòu)蛋白:組成細(xì)胞和生物體2(功能蛋白:(1)催化作用:絕大多數(shù)酶(2)運(yùn)輸作用:載體、血紅蛋白(3)調(diào)節(jié)生命活動(dòng):激素(4)免疫作用:抗體(5)運(yùn)動(dòng)作用:肌動(dòng)蛋白(6)識(shí)別作用:糖蛋白(只在細(xì)胞膜外)(7)能源物質(zhì):糖不足時(shí)，供能3(不同蛋白質(zhì)/酶可起相同的作用，但效果不同(1)原因:蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同，或氨基酸的排列順序不同五、物質(zhì)鑒定91(取材:大豆組織研磨液或蛋清稀釋液2(試劑:雙縮脲，本質(zhì):與肽鍵反應(yīng)。?變性的蛋白質(zhì)也可發(fā)生顯色反應(yīng)3(現(xiàn)象:紫色4(備注:AB液先后加;A:0.1g/ml的NaOH，創(chuàng)造堿性環(huán)境;B:0.01g/ml的CuSO，不能過量;過量B液會(huì)4使溶液呈藍(lán)色，掩蓋紫色102.5核酸11一、元素:CHONP;區(qū)別元素:N、P二、地位作用:DNA是主要的遺傳物質(zhì)1(所有生物中，核酸是遺傳信息的攜帶者;DNA是主要的遺傳物質(zhì)2(具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物中，DNA才是細(xì)胞的遺傳物質(zhì)1)既有DNA也有RNA時(shí)，DNA作為遺傳物質(zhì)攜帶遺傳信息;DNA病毒，遺傳物質(zhì)在DNA中((2)RNA病毒，遺傳信息在RNA中3(在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用三、分類:DNA-脫氧(核糖)核酸;RNA-核糖核酸四、結(jié)構(gòu)組成1(單體:核苷酸(1)種類:由五碳糖、堿基種類決定?脫氧(核糖)核苷酸:腺嘌呤脫氧核苷酸;鳥嘌呤脫氧核苷酸;胞嘧啶脫氧核苷酸;胸腺嘧啶脫氧核苷酸?核糖核苷酸:腺嘌呤核糖核苷酸;鳥嘌呤核糖核苷酸;胞嘧啶核糖核苷酸;尿嘧啶核糖核苷酸(2)結(jié)構(gòu)通式:1:1:1=磷酸:五碳糖:含氮堿基?相同點(diǎn):磷酸;含氮堿基共有AGC?異同點(diǎn):五碳糖。DNA:脫氧核糖;RNA:核糖。含氮堿基:DNA:T;RNA:U2(多聚體:核酸(1)結(jié)合方式?脫水縮合形成磷酸二酯鍵12?方式:三號(hào)碳脫去-OH，磷酸脫去-H;DNA，兩條反向鏈，堿基互補(bǔ)配對(duì)，A=T，G?C(越多結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定)，嘧啶數(shù)=嘌呤數(shù);RNA，單鏈?多樣性與特異性:核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序不同，且特定n(2)計(jì)算:一條鏈由n個(gè)堿基構(gòu)成，則有4五、生物類別與核酸生物類別遺傳物質(zhì)核酸種類核苷酸種類堿基種類真核生物細(xì)胞生物2種，DNA和RNA8種5種原核生物DNADNA病毒1種，DNA4種4種非細(xì)胞生物RNA病毒RNA1種，RNA4種4種六、物質(zhì)分布1(取材:人的口腔上皮細(xì)胞、洋蔥表皮細(xì)胞2(試劑:1)0.9%生理鹽水，維持細(xì)胞滲透壓，保持細(xì)胞正常形態(tài)((2)8%鹽酸:改變細(xì)胞膜通透性，加速染色，使蛋白質(zhì)與DNA分離(3)吡羅紅甲基綠染色劑:現(xiàn)用現(xiàn)配，混合使用(親合力不同，染色不同;若單獨(dú)使用，則DNA、RNA均染色，無法區(qū)分)(4)蒸餾水:配制藥品;沖洗載玻片上的鹽酸(每種染色劑都有其特定的pH值)3(現(xiàn)象:細(xì)胞核綠;細(xì)胞質(zhì)紅4(操作:取材制片(滴?漱?刮?涂?烘)?水解(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸，30?保溫5min)?沖洗?染色?觀察(先用低倍鏡找到染色均勻、色澤較深的區(qū)域;再用高倍鏡觀察具體的分布)5(結(jié)論:(1)真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中:線粒體、葉綠體含少量(2)RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中6(備注(1)制片:選材不可用紅細(xì)胞——無細(xì)胞核;不可用有色細(xì)胞——顏色干擾;0.9%的NaCl溶液，保持細(xì)胞形態(tài)(2)嗽口:防止混雜食物碎屑(3)烘干:迅速殺死細(xì)胞，防止溶酶體對(duì)核酸的破壞;為了固定裝片;要在酒精燈火焰上來回移動(dòng)，防止受熱不均而破裂;烘干至細(xì)胞吸附住即可13(4)水浴:受熱均勻，充分水解;時(shí)間太長會(huì)破壞細(xì)胞;太短會(huì)水解不充分(5)沖洗:用緩水流，防止細(xì)胞被水沖走(知識(shí)聯(lián)想:釀酒時(shí)沖洗葡萄);同時(shí)洗去HCl，以免對(duì)染色進(jìn)行干擾(6)觀察:高倍鏡二苯胺?(沸水浴)?藍(lán)色七、物質(zhì)鑒定:DNA溶液(溶于蒸餾水或2mol/L的NaCl溶液中)+14152.6糖類16一、元素:只有CHO二、地位作用1(生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì):70%的生命活動(dòng)2(細(xì)胞和生物體的結(jié)構(gòu)成分三、結(jié)構(gòu)組成1(碳水化合物:C(HO);不是H:O=2:1就是糖，如CHO(甲醛);不是所有糖H:O=2:1，脫氧核糖:CHO;n2m25104不是所有糖都甜，單糖、二糖一般有甜味;不是有甜味的都是糖，人造甜味劑2(單體:單糖(1)六碳糖:CHO6126?葡萄糖，存在于動(dòng)、植物中，細(xì)胞中主要能源物質(zhì);果糖，存在于植物中，提供能量?半乳糖:存在于動(dòng)物中，提供能量(2)五碳糖:構(gòu)成核酸成分;分類，核糖CHO，脫氧核糖CHO510551043(二糖:CHO1222111)分類:麥芽糖=葡萄糖+葡萄糖，存在于植物中;蔗糖=葡萄糖+果糖，存在于植物中;乳糖=葡萄糖+半(乳糖，存在于人和動(dòng)物中(2)功能:水解成單糖而供能4(多聚體:多糖:(CHO)，生物體內(nèi)的糖類絕大多數(shù)為多糖，高中課本只研究由葡萄糖構(gòu)成的多糖;糖6105n蛋白中是另一種多糖(1)淀粉，存在于植物中，儲(chǔ)存能量。水解:淀粉?麥芽糖?葡萄糖。消化:淀粉?麥芽糖?葡萄糖?糖原(多余的葡萄糖)?脂肪(2)糖原:存在于人和動(dòng)物中;肝糖原，有氧呼吸分解為葡萄糖，儲(chǔ)存能量，調(diào)節(jié)血糖;肌糖原，無氧呼吸分解為乳酸，分解供能(3)纖維素:存在于植物中;植物細(xì)胞壁的成分;很難被消化，借助微生物的協(xié)同作用四、分類1(能否被水解及水解產(chǎn)物多少:單糖、二糖、多糖2(來源和歸屬:17(1)動(dòng)植物共有:脫氧核糖、核糖、葡萄糖(2)動(dòng)物特有:半乳糖;乳糖;糖原(3)植物特有:蔗糖、麥芽糖;淀粉、纖維素3(功能1)能源物質(zhì):葡萄糖((2)儲(chǔ)能物質(zhì):淀粉、糖原(3)結(jié)構(gòu)物質(zhì):脫氧核糖、核糖、纖維素(4)參與信息交流:糖蛋白4(是否具有還原性(1)還原糖:葡萄糖、果糖、半乳糖;麥芽糖、乳糖(2)非還原糖:蔗糖;淀粉、纖維素、糖原五、物質(zhì)鑒定1(還原糖1)取材:還原糖含量高、白色或近于白色的植物組織，如蘋果、梨的勻漿((2)試劑:斐林試劑，甲:0.1g/ml的NaOH;乙:0.05g/ml的CuSO4(3)現(xiàn)象:淺藍(lán)色?棕色?磚紅色沉淀(4)備注:甲乙液等量混合;50-65?水浴加熱;沉淀2(淀粉(1)取材:馬鈴薯的勻漿(2)試劑:碘液(棕紅色)(3)現(xiàn)象:藍(lán)18192.7脂質(zhì)一、元素1(CHO2(區(qū)別元素:只有磷脂中含P、N二、特點(diǎn):1(存在于所有的細(xì)胞中，是組成細(xì)胞和生物體的重要有機(jī)化合物2(O的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于糖類:?與糖原相比，體積小;?氧化分解(即細(xì)胞呼吸)時(shí)，與糖原相比，耗氧多3(而H的含量多于糖類:?氧化分解時(shí)，與糖原相比，耗氧多，生成水多，供能多，呼吸商小于14(溶于有機(jī)溶劑:丙醇，乙醚，氯仿5(不是生物大分子三、種類1(脂肪20(1)功能?貯存脂質(zhì)?脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì):氧化分解時(shí)，相比糖原，體積小(O含量少，?1/5的體積)，耗氧多(?H含量高?呼吸商小于1)，生成水多(H含量高)，供能多(2倍多的能量?H含量高)絕熱體、保溫，緩沖和減