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班级:姓名:
第一节细胞中的元素和化合物
种类上:统一性
含量上:差异性
统一
统一
一、生物界与非生物界元素的比较
二、组成生物体的化学元素有20多种:
大量元素:C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等;
微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo;(铁猛碰新木桶)
最基本元素:C
主要元素:C、O、H、N、S、P;
细胞含量最多4种元素(也称基本元素):C、O、H、N;
占人体细胞鲜重最多的元素是O(其次是C,H,N),占细胞干重最多的元素是C(O,N,H)。
组成细胞的化合物
1、无机物:水、无机盐;
2、有机物及其元素组成:①蛋白质(C、H、O、N,有的含有P、S);②脂质(C、H、O,有的含有P、N);③糖类(C、H、O);④核酸(C、H、O、N、P)。
3、在活细胞中含量最多的化合物是水;含量最多的有机物是蛋白质。
水浴加热
四、化合物的鉴定:
(1)还原性糖﹢斐林试剂砖红色沉淀;
①常见的还原性糖包括:葡萄糖、麦芽糖、果糖;
②斐林试剂甲液:;斐林试剂乙液:;
③斐林试剂由斐林试剂甲液和乙液1:1,等量混合、现配现用;
④试管中颜色变化过程:白色→蓝色→(棕色)→砖红色;
⑤还原糖鉴定材料不能选用甘蔗(含蔗糖,蔗糖不是还原糖)
(2)蛋白质﹢双缩脲试剂→紫色
①双缩脲试剂A液:;双缩脲试剂B液:;
②显色反应中先加双缩脲试剂A液1ml,摇匀后形成碱性环境;再加双缩脲试剂B液4滴,摇匀;
(3)脂肪﹢苏丹Ⅲ→橘黄色;脂肪﹢苏丹Ⅳ→红色;
注意事项:①切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊。
②酒精的作用是:洗去浮色;③若使用切片进行观察时,需使用显微镜观察。
(4)淀粉﹢碘液→蓝色
在还原糖和蛋白质的鉴定实验前,可留出一部分组织样液,以便与检测后样液的颜
色做对比,增加说服力。
第二节生命活动的主要承担者——蛋白质
一、相关概念:
(1)氨基酸:蛋白质的基本组成单位,组成蛋白质的氨基酸约有20种。
(2)脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)与另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时失去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合。
(3)肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)。
(4)二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。
(5)多肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
(6)肽链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。
二、氨基酸分子通式:
一个中心(C原子),三个基本点(氨基、羧基、H原子),外加R基(结构未知)
NH2
︱
R—CH—COOH
三、氨基酸结构的特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。
四、蛋白质多样性的原因是:(4个原因)
组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同,多肽链空间结构千变万化。
五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者):(记忆口诀:狗催运面条)
①构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;
②催化作用:绝大多数的酶;
③调节作用:一些激素如胰岛素、生长激素;
④免疫作用:如抗体,抗原;
⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。细胞膜上的载体
六、有关计算:
(1)n个氨基酸脱水缩合形成1条肽链,脱水n-1个,形成肽键n-1个,形成的化合物叫多肽。
(2)n个氨基酸脱水缩合形成2条肽链,脱水n-2个,形成肽键n-2个。
(3)n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链,脱水n-m个,形成肽键n-m个(即规律①);至少有—NH2和—COOH各m个(即规律②)。
(4)n个氨基酸脱水缩合形成环状化合物,脱水n个,形成成肽键n个。
(5)一条肽链中至少含有1个游离的氨基,1个游离的羧基。如果有一条肽链有2个游离的氨基,则说明有一个氨基在R基上。
(解析:氨基酸间脱水缩合时,原来的氨基和羧基已不存在,形成的化合物即多肽的一端只有一个氨基,另一端只有一个羧基(不计R基上的氨基数和羧基数)。所以,对于一条多肽来说,至少应有的氨基数和羧基数都是一个。)
规律:
①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目—肽链数
②至少含有的羧基(—COOH)或氨基数(—NH2)=肽链数
③氨(羧)基数=肽链数+R基中含有的氨(羧)基数
=各氨基酸中氨(羧)基总数-肽键数
④蛋白质相对分子量=氨基酸分子总量-脱去水的分子总量
(=氨基酸分子平均量×氨基酸个数-脱去水分子的个数×18)
相关原子数目的计算
C原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的C原子数
O原子数=各氨基酸中O的总数-脱去水分子数
(3)H原子数=各氨基酸中H的总数-2×脱去的水分子数(+二硫键数×2)
(4)N原子数=各氨基酸中N的总数(包括R基上的N原子)
第三节遗传信息的携带者——核酸
1、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
2、组成核酸的化学元素:C、H、O、N、P
3、核酸的作用:一切生物遗传信息的携带者,对生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。
4、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验:
(1)实验原理:***绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同。***绿使DNA
呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。
(2)盐酸的作用:①改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞;②使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。
(3)实验步骤:制片→水解→冲洗→染色→观察。
(4)注意:实验时采用***绿、吡罗红混合染色剂。
5、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。原核细胞的DNA分布在拟核区域。
6、组成核酸的基本单位是:核苷酸,它是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸),组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
7、(1)DNA所含碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T),因此脱氧核糖核苷酸种类为4种。
(2)RNA所含碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U),因此核糖核苷酸种类为4种。
8、DNA由两条脱氧核苷酸链构成,RNA由一条核糖核苷酸链构成。
9、DNA分子多样性的原因:组成DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序不同。
10、核酸中的相关计算:
(1)具有细胞结构的生物:含2种核酸(DNA和RNA),5种碱基(A、T、G、C、U),8种核苷酸,遗传物质为DNA。
(2)病毒:含1种核酸(DNA或RNA),4种碱基(A、T、G、C或A、T、G、U),4种核苷酸,遗传物质为DNA或RNA。
常见DNA病毒:噬菌体、天花病毒、乙肝病毒;
常见RNA病毒:AIDS的病原体(HIV)、烟草花叶病毒、SARS病毒、禽流感病毒。
细胞中的糖类和脂质
1、(1)主要能源物质:糖类(2)直接能源物质:ATP
(3)主要储能物质:脂肪(其他储能物质:动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉)
2、糖类的种类与作用:
糖类:只由C、H、O组成,是生物体的主要能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等。
(1)单糖:是不能水解的糖类,细胞能直接吸收。如果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖、葡萄糖
其中:葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
(2)二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。二糖必须水解成单糖才能被细胞吸收。如蔗糖、麦芽糖(植物特有)、乳糖(动物特有)
其中:麦芽糖→葡萄糖+葡萄糖;蔗糖→葡萄糖+果糖;乳糖→葡萄糖+半乳糖。
(3)多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。
﹡植物中的多糖有:淀粉(植物中的储能物质)和纤维素(植物细胞壁的主要成分)
﹡动物中的多糖有:糖原(人和动物细胞的储能物质)
(4)可溶性还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
3、脂质的种类与作用
脂质:存在于所有细胞中。组成元素主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N。常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇。
(1)脂肪:①细胞内主要的储能物质(储存能量比糖类多);②保温;
③缓冲和减压,保护内脏器官。
(2)磷脂:构成生物膜(细胞膜和各种细胞器膜)的重要成分。
(3)固醇:包括胆固醇、性激素、维生素D。(固醇类物质对生物的生命活动起调节作用)
﹡1)胆固醇------①构成动物细胞膜重要成分;②参与人体血液中脂质的运输。
﹡2)性激素------促进人和动物***官的发育以及生殖细胞的形成。
﹡3)维生素D------促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。
4、生物大分子以碳链为骨架
(1)多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子,组成单位依次为:单糖、氨基酸、核苷酸。
(2)每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
附:三种储能物质功能的比较
种类
淀粉
糖原
脂肪
作用
植物细胞中的储能物质
动物细胞中的储能物质
生物体中的储能物质
第五节细胞中的无机物
1、水的含量:在构成细胞的各种化合物中,水的含量最多。一般为85%~90%。
(1)不同种类的生物体内,水的含量不同。如含水量:水生生物>陆生生物。
(2)同一生物体在不同的生长发育阶段,水的含量不同。如含水量:幼儿>成年,植物幼嫩部分>老熟部分。
(3)同一生物不同组织、器官中,水的含量不同。如含水量:血液>牙齿。
2、水的存在形式:
(1)自由水:以游离的形式存在,可以自由流动的水。%
(2)结合水:与细胞内的其他物质相结合的水。%
3、水的功能:
(1)自由水:①细胞内的良好溶剂;②参与细胞内的生化反应;③为细胞提供液体环境;
④运送营养物质和代谢废物。
(2)结合水:细胞结构的重要组成成分。
4、自由水与结合水的关系:自由水和结合水可相互转化。二者的相对含量决定细胞的代谢强弱:自由水含量越高,细胞代谢越旺盛;结合水含量越高,细胞的抗寒、抗旱、抗热性等抗逆性越强。
5、通常说,除去细胞内的水分主要是除去自由水,多采用晒干的方法。
若要除去结合水,通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水,则构成细胞的化合物及细胞的结构都会被破坏。
6、无机盐(绝大多数以离子形式存在)功能:
①构成某些重要的化合物,如:叶绿素中含Mg、血红蛋白中含Fe等
②维持细胞和生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐)③维持酸碱平衡,调节渗透压。
7、无机盐含量不足,就会出现相应的缺乏症:钙磷不足疏松症,小儿出现佝偻病。***缺碘甲状肿,幼儿要患呆小症。婴儿缺锌食不振,生殖发育要缓行。血红蛋白铁组成,缺少就患贫血病。