1、第二章組成細胞的元素和化合物第一節細胞中的元素和化合物知識梳理：【2013考綱】1. 蛋白質、核酸的結構和功能 2糖類、脂質的種類和作用 3水和無機鹽的作用【知識網絡】 巧記微量元素和大量元素：(1)微量元素：鐵(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。(2)大量元素：洋人探親，丹留人蓋美家，即C(探)、O(洋)、H(親)、N(丹)、 S(留)、P(人)、Ca(蓋)、Mg(美)、K(家)。考點一：組成細胞的元素和化合物1細胞中的元素分類2元素與化合物的含量(1)在組成細胞的元素中，占鮮重百分比：OCHN；占干重百分比：CONH。(2)在組成細胞的化合物，占鮮重百分比：水蛋白質脂

2、質糖類，但在干重百分比中，蛋白質最多。(3)水是細胞中物質含量最多的化合物，氧元素是水的主要組成成分，因此，組成生物體的元素中，O元素含量最多。3生物界與非生物界的統一性和差異性：4元素的生理功能(1)維持機體正常的生命活動：如K可保持心肌正常興奮性，微量元素B能促進花粉的萌發和花粉管的伸長等。(2)組成細胞的化合物：種類元素組成構成單體多糖僅含C、H、O葡萄糖等單糖脂質脂肪和固醇：C、H、O；磷脂：C、H、O、(N)、P甘油、脂肪酸(脂肪的單體)蛋白質C、H、O、N等氨基酸核酸C、H、O、N、PDNA：脫氧核苷酸RNA：核糖核苷酸1元素組成分析及應用(1)據特征元素推測化合物的種類：(2)利

3、用同位素示蹤法通過標記特殊物質中的標志性元素，研究該物質在生物體內的合成運輸等生理作用。(3)從化合物的元素組成分析代謝產物：糖類、脂質和蛋白質都含有C、H、O，故其代謝產物都有CO2和 H2O；蛋白質中還有N，其代謝產物中還含有尿素。(4)從化合物的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等質量的脂肪徹 底氧化分解時所消耗的O2比糖類多，釋放的能量也多于糖類。2生物界統一性的表現(1)從化學元素角度分析：組成生物體的化學元素種類大體相同。(2)從分子水平角度分析： 所有生物DNA分子的空間結構(規則的雙螺旋結構)和化學組成(四種脫氧核苷酸)相同； 所有生物共用一套遺傳

4、密碼子；蛋白質的基本單位氨基酸的種類基本相同。(3)從結構角度分析：除病毒外，生物體都是由細胞組成的。(4)從能量角度分析：生物體都是以ATP作為能量“通貨”的。1誤以為生物體內大量元素重要，微量元素不重要大量元素、微量元素是根據元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動都起著非常重要的作用。2誤以為細胞內含量最多的元素是碳細胞內含量最多的元素是氧而不是碳，組成細胞干重最多的元素是碳。考點二：細胞中的無機物1細胞中的水(1)影響細胞含水量的因素：生物種類：水生生物含水量陸生生物含水量。生長發育階段：幼兒成年；幼嫩部分成熟部分。(3)自由水、結合

5、水的關系及功能：組織器官種類與代謝程度：如牙齒骨骼血液。(2)自由水/結合水與代謝、抗逆性的關系：自由水/結合水特別提醒：細胞內水分變化環境惡化自由水，結合水。細胞衰老自由水，結合水。生命活動增強自由水，結合水 2自由水和結合水的存在及其功能的驗證(1)鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕自由水散失， 代謝減弱。(2)干種子用水浸泡后仍能萌發失去自由水的種子仍保持其生理活性。(3)干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠失去結合水。種子浸泡后不萌發失去結合 水的細胞喪失生理活性。2細胞中無機鹽的生理功能：(1)復雜化合物的組成成分(2)維持正常的生命活動。(3)維持酸堿平衡和滲透壓平衡。1生物

6、體內水的代謝圖解特別提醒分析細胞內水時應注意以下幾點環境條件是否惡化。細胞的年齡變化。生命活動強度(或狀態)的變化。3生物體內無機鹽生理功能的實驗驗證(1)對照組：植物完全培養液正常生長特別提醒實驗中應保證實驗材料的統一性，即材料的種類、生長狀況等。實驗組加入X鹽的目的是二次對照，使實驗組前后對照，以增強說服力。(2)實驗組： 實驗：檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質1實驗原理： 某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物產生特定的顏色反應。2實驗流程(2)脂肪的檢測和觀察： 方法一：花生種子勻漿3滴蘇丹染液橘黃色。 方法二：(1)還原糖的檢測和觀察：(3)蛋白質的檢測：【3疑難點撥】：(1)

7、實驗材料的選擇： 可溶性還原糖的鑒定實驗中，最理想的實驗材料是還原糖含量較高的生物組織(或器官)，而且組織的顏色較淺，易于觀察。脂肪的鑒定實驗中，實驗材料最好選擇花生種子。新鮮的花生種子，可不必浸泡，干種子浸泡34 h最適宜切片(浸泡時間短，不容易切片；浸泡時間過長，組織太軟，切下的薄片不易成形)。蛋白質的鑒定實驗，最好選用富含蛋白質的生物組織。植物材料常用大豆，且浸泡12 d，適于研磨，動物材料常用雞蛋蛋清。(2)斐林試劑和雙縮脲試劑的比較：斐林試劑雙縮脲試劑試劑濃度甲液：質量濃度為/mL的NaOH溶液；乙液：質量濃度為 /mL的CuSO4溶液A液：質量濃度為/mL的NaOH溶液；B液：質量

8、濃度為/mL的CuSO4溶液使用方法甲液、乙液混合均勻后，再加入樣液先加A液造成堿性環境，再滴加B液使用條件加熱(水浴5065)不加熱，搖勻即可實驗現象淺藍色棕色磚紅色紫色 統一性：元素種類大體相同1、生物界與非生物界 差異性：元素含量有差異2、組成細胞的元素 質量分數最大的元素：O（鮮重下含量 元素 含量最高的四種元素：基本元素：C、H、O、N（90%） （20種）大量元素：C、H、O、N、P、S（97%）K、Ca、Mg等物質基礎 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等（口訣：新木桶碰鐵門） 最基本元素：C，占細胞干重的48.8%，生物大分子以碳鏈為骨架 說明生物界與非生物界的統一性和

9、差異性。 化合物 無機化合物 水：主要組成成分，一切生命活動都離不開水。（含量最高的化合物） 無機鹽：對維持生物體的生命活動有重要作用 有機化合物 蛋白質：生命活動（或性狀）的主要承擔者（體現者）（干重中含量最高的化合物） 核酸：攜帶遺傳信息 糖類：主要的能源物質 脂質：主要的儲能物質、組成細胞的化學元素大多以化合物的形式存在。如水、蛋白質、糖類、脂質和核酸，以及部分的無機鹽。多數無機鹽則以離子形式存在于細胞中。2、化合物中，有機物主要包括四種，即糖類、脂質、蛋白質和核酸。除此以外，細胞中還有其它化合物，如我們熟悉的糖類分解的中間產物丙酮酸以及不完全分解產物酒精、乳酸，此外，還有維生素基本上也

10、不屬于上述四類物質。因此，我們不應看到有機物，就想把它往某一類化合物中歸類。3、不同化合物在細胞中的含量不同，其中水是含量最多的化合物，約占細胞鮮重的85%-90%，蛋白質約占細胞鮮重的7%-10%。若分析細胞干重，蛋白質則占50%左右，因此，蛋白質是除水外，含量最多的化合物，是占細胞干重比例最大的化合物，是細胞中含量最多的有機物。重比例最大的化合物，是細胞中含量最多的有一、組成細胞的化學元素1、常見元素的生理作用元素參與構成的相關化合物或作用P參與構成體內重要的化合物如ATP、ADP、磷脂、核酸等CaCa2+與肌肉的收縮有關，碳酸鈣是骨骼和牙齒的組成成分。K動物細胞內濃度高，維持細胞內液的滲

11、透壓，也與神經的興奮傳導有關（K+外流造成動作電位）。Na動物細胞外液濃度高，參與維持細胞外液的滲透壓、調節酸堿平衡，也與神經的興奮傳導有關（Na+內流形成靜息電位）。FeFe2+參與構成血紅蛋白，與氧氣的輸送有關。Mg參與構成葉綠素2、研究化合物中元素轉移方向的方法：同位素標記法(1)用3H標記亮氨酸探究分泌蛋白的形成過程與途徑3H出現的次序為：核糖體內質網 高爾基體 細胞膜(2)用14CO2追蹤光合作用暗反應過程 (3)分別用H218O與C18O2做原料，探知光合作用過程中釋放出的氧全部來自水而不來自CO2。(4)分別用32P與35S標記噬菌體DNA與蛋白質，探知噬菌體的遺傳物質是DNA而

12、不是蛋白質。(5)用15N標記模板DNA，探知DNA復制為半保留復制。(6)用具放射性或熒光分子標記的DNA做探針，進行基因診斷或用于飲用水中病毒檢測。(7)用14C標記生長素探知生長素的極性運輸。4檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質1、還原糖、脂肪、蛋白質的檢測原理物質還原糖脂肪蛋白質特點反應染色反應試劑斐林試劑蘇丹染液或蘇丹染液雙縮脲試劑原理還原糖中的醛基和新制的氫氧化銅反應，生成氧化亞銅沉淀脂肪被蘇丹染液染成橘黃色或蘇丹染液染成紅色在堿性環境下，蛋白質和銅離子形成絡合物2、實驗材料的選取實驗材料的選取是實驗成敗的關鍵。物質鑒定檢測類實驗的關鍵有兩個，一是所取的實驗材料中有豐富的待測物質，二

13、是實驗材料不能帶有較深的顏色，以免影響檢測后結果的觀察。3、斐林試劑和雙縮脲試劑的區別（1）配方中CuSO4的濃度不同，斐林試劑中CuSO4的濃度為0.05g/mL，雙縮脲試劑中CuSO4的濃度為0.01g/mL。（2）使用過程中CuSO4的用量不同。在檢測還原糖時，CuS O4用量和NaOH等量，而在檢測蛋白質時，NaOH的用量約1mL，CuS O4的用量為4滴。（3）使用方法不同。檢測還原糖時，先將NaOH和CuS O4等體積混合，再加入到組織樣液中，在檢測蛋白質時，先向組織樣液中加入NaOH，混合均勻后，再加入CuS O4。（1）還原糖的檢測和觀察常用材料：蘋果和梨試劑：斐林試劑（甲液：

14、0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4）注意事項：還原糖有葡萄糖，果糖，麥芽糖甲乙液必須等量混合均勻后再加入樣液中，現配現用必須用水浴加熱顏色變化：淺藍色 棕色 磚紅色1、細胞中糖類的分布及作用分類植物細胞動物細胞單糖葡萄糖、核糖、脫氧核糖果糖半乳糖二糖麥芽糖、蔗糖乳糖多糖淀粉、纖維素糖原2、細胞中糖類的作用（1）能源物質。糖類是主要的能源物質，由于葡萄糖結構簡單，分布廣泛，因此葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質，而淀粉和糖原可分解為葡萄糖，因此它們分別是植物動物細胞的儲能物質。（2）結構物質。核糖和脫氧核糖分別組成核糖核苷酸和脫氧核苷酸，進一步可形成大分子的RNA

15、和DNA。此外，由幾個葡萄糖形成的小分子多糖可以和蛋白質結合組成糖蛋白，結合在細胞膜上，可參與細胞識別和信息傳遞。纖維素是植物細胞壁的主要成分（注意：必須準確說出是植物細胞壁，在為真菌和原核細胞的細胞壁成分和植物細胞壁不同）。4、脂肪的檢測（1）檢測生物組織樣液中的脂肪，不需要使用顯微鏡，將蘇丹染液或蘇丹染液加入到組織樣液中即可觀察。（2）檢測細胞中的脂肪，則需要使用顯微鏡。（2）脂肪的鑒定常用材料：花生子葉或向日葵種子試劑：蘇丹或蘇丹染液注意事項：切片要薄，如厚薄不均就會導致觀察時有的地方清晰，有的地方模糊。酒精的作用是：洗去浮色需使用顯微鏡觀察使用不同的染色劑染色時間不同顏色變化：橘黃色或紅色1、脂肪（1）脂肪的最主要作用是儲能。“脂肪是細胞內良好的儲能物質”。說“良好”，是指儲能效果好，相同質量的脂肪分解，產生的能量是糖類分解產生能量的約2.3倍。（2）脂肪分解時，需要消耗大量的氧氣。（3）脂肪分解時，可以產生大量的水。（4）動物體內的脂肪，還具有保溫、緩沖和減壓的作用。2、磷脂（1）磷脂的作用：是構成細胞膜的重要成分，是構成細胞器膜的重要成分，因此可以簡單地說：磷脂是構成生物膜的重要成分。（2）磷脂的分布由于磷脂是組成生物膜和重要成分，因此生物膜豐富的組織，磷脂的含量也相對較多，如動物的腦、卵細胞、肝臟以及大豆的種子（3）磷脂可以和蛋白質結合，將肝臟細胞內