1、 第2章 組成細胞的分子組成12021/7/20 星期二本章知識框架組成細胞的分子細胞中的元素和化合物生活動的主要承擔者-蛋白質細胞中的糖類和脂質遺傳信息的攜帶者-核酸細胞中的無機物22021/7/20 星期二生物界和非生物界具有 (種類相同)生物界和非生物界具有 (含量不同)分類依據含量分大量元素： 等 ：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等依據作用分最基本元素：基本元素： 元素：C、H、O、N、P、S存在形式：大多數以 的形式存在作用組成 進而構成細胞，如蛋白質、核酸影響生物體的 ，如缺B影響花粉萌發特點C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca微量元素CC、H、O、N主要化合物生命活動化合物統

2、一性差異性20常見種類：主要有 多種微量元素的記憶 新（Zn）鐵（Fe）臂（B）阿童（Cu）木（Mo） 猛（Mn）一、細胞中的元素和化合物（識記）但是必需元素。（一）組成細胞的化學元素32021/7/20 星期二按元素在生物體內的作用還可分為：注：無論是細胞干重還是鮮重，C、H、O、N是含量最多的元素。最基本元素 基本 主要元素、大量元素 、 微量元素42021/7/20 星期二鮮重條件下：O(65%)C(18%)H(10%)N(3%)干重條件下：C(55.99%)O(14.62%)N(9.33%)H(7.46%)鮮重下O元素最多的原因是：干重下C元素最多的原因是：H2O在細胞中含量最多蛋白質

3、含量最多根據教材P17頁圖2-1和圖2-2能夠得出什么結論 52021/7/20 星期二在組成細胞的化合物中，占細胞鮮重、干重百分比順序分別是（識記）鮮重：水蛋白質脂質糖類和核酸，干重：蛋白質最多。蛋白質水62021/7/20 星期二72021/7/20 星期二3討論：生物界的統一性和差異性（理解掌握）(1)統一性具體體現在：（2）差異性：從化學元素分析:組成生物體的化學元素種類大體相同。從分子水平分析：所有生物DNA分子的空間結構和化學組成(四種脫氧核苷酸)相同； 所有生物共用一套遺傳密碼子； 從結構角度分析：除病毒外生物體都是由細胞構成的。從元素的角度分析主要體現在：不同生物體內同種元素的

4、含量差別較大。蛋白質的基本單位氨基酸的種類基本相同。統一性強調是：差異性強調是：種類基本相同含量差別較大82021/7/20 星期二 思考1：生物界與非生物界的統一性和差異性與生物界的統一性和差異性有區別嗎？ 來自于無機環境、返回無機環境。:思考2：從最終來源上看，生物體內各種元素的來源和去向是想考3：生物體直接或間接獲得無機環境中元素的方式有什么不同92021/7/20 星期二形式定 義含 量功 能（舉例）自由水結合水二、細胞中的無機物(一).細胞中水的存在形式和生理功能： （識記）細胞中游離態的水，可以自由流動細胞中與其他物質相結合的水95以上約4.5細胞內的良好溶劑參與多種生物化學反應構

5、成細胞生活的液體環境運送營養物質和代謝廢物細胞結構組成成分 102021/7/20 星期二代謝旺盛的細胞或組織 代謝緩慢的細胞或組織幼嫩部位細胞 衰老部位細胞；幼年個體 成年個體 老年個體；(二).水與代謝的關系（掌握） (1)同一生物不同器官水的含量也不同如： (2)不同的生物體內水的含量差別很大如：水的分布規律水生生物 陸生生物。112021/7/20 星期二(三)細胞中產生水的代謝和利用水的代謝(掌握）項目產生水的代謝利用水的代謝光合作用碳反應階段光反應階段需氧呼吸第三階段第二階段蛋白質代謝脫水縮合生成多肽多肽的水解過程糖代謝二糖、多糖的合成二糖多糖的水解核酸DNA復制、轉錄、翻譯核酸的

6、水解ATP代謝ATP的合成ATP的水解122021/7/20 星期二1.沙漠中的仙人掌細胞中含量最多的化合物（ ） A.水 B.蛋白質 C.脂質 D.糖類A2.生石花生活在南非多石的干旱地區，在生石花細胞中含量最多的化合物是（ ） A. 蛋白質 B. 脂質 C.糖類 D. 水D練一練132021/7/20 星期二3、分辨下列哪些是自由水？哪些是結合水？ A 、蒸騰作用失去的水 B 、在心肌中大部分的水C 、運動時流出來的汗D 、血液中大部分的水BA C D是結合水的：是自由水的：4、下列植物細胞中結合水的相對含量最大的是：A 休眠的蠶豆子葉細胞B 玉米胚乳細胞C 洋蔥根尖分生區細胞D 成熟柑橘

7、果肉細胞A142021/7/20 星期二種子曬干種子烘干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠分別失去的主要是什么水種子曬干還能再萌發嗎？種子烘干還能再萌發嗎？種子為什么要曬干儲存？152021/7/20 星期二1、水是極性分子，是良好溶劑，能溶解葉綠素5、同一質量的同種溶質，水越多，滲透壓就越大2、呼吸作用是產生水的過程同時產生大量的3、光合作用是產生水的過程同時產生大量的ATP4、10個氨基酸形成十肽，需要消耗10分子的水162021/7/20 星期二如圖21中圖1是細胞中3種化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法不正確的是() A若圖1表示正常細胞，則A

8、、B化合物共有的元素中含量最多的是aB若圖1表示細胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，則A化合物中含量最多的元素為圖2中的bC若圖1表示正常細胞，則B化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、ND圖2中含量最多的元素是a，數量最多的也是a答案 D解析 根據扇形圖的比例可判斷正常細胞中A、B分別為H2O和蛋白質，它們的共有元素為H、O，而O在活細胞中含量最多；細胞脫水后則A是蛋白質，蛋白質是以碳為骨架建立的大分子物質，其中碳含量最多，即為圖2中的b；B物質是蛋白質，在正常細胞中含量次之，具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N，可能還含有S、P等其他元素；細胞中某元素的含量多，其數量不一定也多，反

9、之亦然，如細胞中氫元素數量最多，但由于其原子量最小，所以其含量僅居第三。172021/7/20 星期二(四）.自由水與結合水的關系（理解掌握）在一定溫度條件下自由水和結合水如何轉化。兩者的相對含量（自由水/結合水）是如何影響生物組織的代謝速率和抗逆性的自由水結合水自由水/結合水比值高，代謝快，抗逆性低自由水/結合水比值低，代謝慢，抗逆性強低溫高溫182021/7/20 星期二（五）細胞中的無機鹽(識記）(1)存在形式：(2)生理功能（討論總結）：大多數以離子形式存在，如Na+、K+等。少數與化合物結合，如I-甲狀腺激素的成分化合物的重要組成成分：如Mg2+是葉綠素必需的成分； Fe2+是血紅蛋

10、白的重要成分。維持細胞和生物體的正常生命活動：如Ca2+，鈣鹽的含量過低就會出現抽搐，Mg2+是許多酶的激活劑等。a滲透壓的平衡Na+、對細胞外液滲透壓起重要作用，K+則對細胞內液滲透壓起決定性作用。b酸堿平衡血液中最主要的緩沖對是由碳酸氫鈉(鉀)和碳酸所構成的，即NaHCO3/H2CO3或KHCO3/H2CO3。c離子平衡動物細胞內外Na+/K+/Ca2+的比例是相對穩定的。維持生物體內的平衡（具體有哪些）192021/7/20 星期二歸納總結：無機鹽與人體健康的關系I缺乏時患地方性甲狀腺腫Fe2缺乏時患缺鐵性貧血Ca2血鈣過低，發生抽搐；過高，患肌無力Na維持細胞外液滲透壓K維持細胞內液滲

11、透壓1常見無機鹽與人體健康的關系202021/7/20 星期二+212021/7/20 星期二葉綠素分子中含有鎂元素動物血液中缺鈣會抽搐 當我們跑完1000米后，身體會產生乳酸，但我們的血漿很快就會恢復為正常的酸堿度 4.把人的紅細胞置于蒸餾水；0.9%的生理鹽水;30%的鹽水中紅細胞的形態如圖 無機鹽是細胞的重要組成成分無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用 無機鹽對維持細胞的形態和功能有重要作用 無機鹽對維持生物體的酸堿平衡有重要作用 動手連一連: 實例 作用 222021/7/20 星期二2.科學家在利用無土栽培法培養一些名貴花卉時，培養液中添加了多種必需化學元素。其配方如下，其中

12、花卉根細胞吸收最少的離子是 離子培養液濃度/molL-1K+1Na+1Mg2+0.25Ca2+1NO3-2H2PO4-1SO32-0.25Zn2+1A.Ca2+ B.SO32- C.Zn2+ D.H2PO4- （ ）C232021/7/20 星期二3.一種植物和一種哺乳動物體內細胞的某些化學元素含量（占細胞干重的百分比）如下表數據，下列有關敘述正確的是（ ）元素CHONPCaS植物（%）43.576.2444.431.460.200.230.17動物（%）55.997.4614.629.333.114.670.78A.碳元素的含量說明有機物是干物質的主要成分B.這兩種生物體內所含的化學元素的種

13、類差異很大C.N、S含量說明動物組織含蛋白質較多，若該動物 血鈣高則會發生肌肉抽搐D.經測定該植物某有機物含C、H、O、N、S，此化 合物可能攜帶氨基酸進入核糖體 A242021/7/20 星期二已知Mn 2是許多酶的活化劑,如能激活硝酸還原酶，缺Mn 2的植物無法利用硝酸鹽，這說明無機鹽離子 A、對維持生物體生命活動有重要作用B、對維持細胞形態有重要作用C、對維持酸堿平衡有重要作用D、對調節細胞內的滲透壓有重要作用A252021/7/20 星期二【例2】 植物在冬季來臨過程中，隨著氣溫的逐漸降低，體內發生了一系列適應低溫的生理生化變化，抗寒能力逐漸增強。如圖為冬小麥在不同時期含水量和呼吸速率

14、變化關系圖。請據圖推斷以下有關說法錯誤的是()A冬季來臨過程中，自由水明顯減少是呼吸速率下降的主要原因B結合水與自由水含量的比值，與植物的抗寒性呈現明顯的正相關C隨著氣溫和土壤溫度的下降，根系的吸水量減少，組織的含水量下降D隨溫度的緩慢降低，植物的細胞呼吸逐漸減弱，有利于減少有機物的消耗答案：A262021/7/20 星期二元素種類分布功能單糖核糖脫氧核糖葡萄糖果糖半乳糖細胞中都有細胞中都有細胞中都有植物細胞中動物細胞中組成RNA的成分組成DNA的成分最重要的能源物質提供能量提供能量三、細胞中的有機物糖類和脂質（識記）CHO五碳糖六碳糖272021/7/20 星期二種類分布功能麥芽糖蔗糖乳糖發

15、芽的小麥、谷粒甘蔗、甜菜人和動物乳汁都能提供能量二糖282021/7/20 星期二種類分布功能多糖淀粉纖維素糖原植物細胞植物細胞動物的肝臟和肌肉中主要的貯能物質細胞壁的主要成分主要的貯能物質和調節血糖(合成）葉綠體（合成）高爾基體292021/7/20 星期二思考：1、所有糖都甜嗎？2、所有糖都溶于水嗎？3、所有糖都能水解嗎？6、所有糖都是供能物質嗎？5、所有糖與試劑反應都成磚紅色沉淀嗎？7、說說以上糖在人體中的分布？8、細菌中有糖類嗎？纖維素，淀粉等都沒有甜味。小分子的糖易溶于水，如葡萄糖，果糖、蔗糖等大分子的糖不溶于水，如淀粉、纖維素常見的二糖，多糖都可水解，葡萄糖，果糖，半乳糖這類的單糖

16、不能水解，4、所有糖的單體都是葡萄糖嗎？乳糖，是一分子葡萄糖和一分子半乳糖蔗糖，是一分子葡糖糖和一分子果糖所有的單糖都有還原性，所有的多糖都沒有還原性，二糖除蔗糖無還原性外其他都有還原性。常見葡萄糖、果糖、麥芽糖，斐林試劑能夠檢測。(2)非還原(性)糖：常見蔗糖、淀粉、纖維素、糖原(元)等，斐林試劑不能檢測。 纖維素、核糖不能供能302021/7/20 星期二3種二糖的組成示意圖麥芽糖蔗糖乳糖水 解水 解水 解葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖果 糖半乳糖312021/7/20 星期二（元素）種類功能脂質的種類及功能（識記）脂肪CHO固醇類磷脂膽固醇性激素維生素D細胞內良好的儲能物質細胞膜、線粒體膜、葉

17、綠體膜等多種膜結構重要成分動物細胞膜的重要成分，參與血液中脂質的運輸促進生殖器官的發育及生殖細胞的形成，激發并維持第二性征促進人和動物對鈣和磷的吸收脂肪是主要的儲能物質，不構成膜結構，磷脂和膽固醇（動物）參與膜結構的構成。322021/7/20 星期二脂質和糖類的比較考向脂質糖類相同點元素組成都含有C、H、O三種元素 代謝終產物都是二氧化碳和水 能量代謝氧化分解過程中都有能量的釋放(生成ATP)332021/7/20 星期二 考向互動探究脂質糖類不同點種類脂肪、磷脂、固醇單糖、二糖、多糖相同質量時，C、H元素所占比例高低在相同質量，徹底氧化分解時釋放能量多少產生的水多少消耗氧氣多少主要功能細胞

18、內的主要貯能物質，如脂肪構成生物膜的重要成分，如磷脂調節新陳代謝和生殖，如性激素主要的能源物質構成細胞結構，如糖被、細胞壁核酸的組成成分，如核糖342021/7/20 星期二糖類和脂質的比較 名稱項目糖類脂質化學組成和種類352021/7/20 星期二四、遺傳信息的攜帶者-核酸1、元素組成及種類CHONP362021/7/20 星期二2DNA與RNA的異同點 考向互動探究項目共同點不同點應用DNARNA組成結構分布基本單位核苷酸五碳糖、磷酸含氮堿基A、C、G鏈狀脫氧核糖核糖特有T特有U多雙鏈規則雙螺旋結構多單鏈不具雙螺旋結構真核細胞的細胞核、線粒體和葉綠體主要在細胞核中主要在細胞質中可依據五碳

19、糖及堿基的不同鑒別核酸種類372021/7/20 星期二 考向互動探究項目共同點不同點應用DNARNA染色都能被特定染色劑染色DNA與甲基綠的親和力強，可使DNA染成綠色RNA與吡羅紅的親和力強，可使RNA染成紅色可利用染色情況顯示兩類核酸在細胞中的分布 作用都與性狀表現有關攜帶、復制遺傳信息，是不同生物表現不同性狀的根本原因1、作為遺傳物質能傳遞遺傳信息。2、與遺傳信息的表達有關(mRNA)，組成核糖體(rRNA)，運輸氨基酸(tRNA)，4、催化作用382021/7/20 星期二病毒原核生物真核生物核酸種類堿基種類核苷酸種類遺傳物質DNA或RNADNA和RNA4548DNA或RNADNA3

20、92021/7/20 星期二核酸之判斷：1、有細胞結構的生物的遺傳物質主要是DNA。2、病毒的遺傳物質是DNA。3、生物的主要遺傳物質是DNA。4、真核生物的遺傳物質主要是DNA 。5、原核生物的遺傳物質主要是DNA 。6、一切生物的遺傳物質 是DNA 。DNA或RNA主要思考：下列生物的遺傳物質分別是什么？兔子、菊花、大腸桿菌、噬菌體、酵母菌、甲流病毒7、生命活動的承擔者是DNA 。蛋白質402021/7/20 星期二五、生命活動的主要承擔者蛋白質（一）、蛋白質的基本組成單位氨基酸(識記）1組成元素(主要)：2結構通式：_。3結構特點：每種氨基酸分子至少含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨

21、基和一個_連接在同一個碳原子上，不同的氨基酸的_不同，可通過_判斷氨基酸的種類。4種類：構成蛋白質的氨基酸約有 20 種，即 20 種氨基酸就有 20 種不同的_。C、H、O、N(S P ）等羧基 R基 R基 R基 412021/7/20 星期二（二）、蛋白質的結構及其多樣(識記）1蛋白質的結構層次2脫水縮合：一個氨基酸分子的羧基與另一個氨基酸分子的氨基相連接形成_，同時脫去一分子水，肽鍵可表示為_。3蛋白質多樣性的原因(1)氨基酸方面：氨基酸的_。(2)肽鏈方面：組成蛋白質的多肽鏈形成_不同。導思：多肽與蛋白質有何區別？(請翻閱教材必修1 P21圖24“由氨基酸形成蛋白質的示意圖”)多肽 肽

22、鍵 NHCO 種類、數量和排列順序不同 空間結構 水解需要的酶分別是什么？產物分別是什么？422021/7/20 星期二（三）、蛋白質的結構多樣性和功能多樣性的關系 信息傳遞432021/7/20 星期二 二硫鍵形成過程 蛋白質分子中除了肽鍵外，還含有其他化學鍵，如二硫鍵。一個二硫鍵(“SS”)是由2個“SH”形成的，形成過程中要脫去2個氫。故計算蛋白質分子量時除減去H2O的分子量外，還應考慮脫去H的分子量。上圖為胰島素分子形成3個二硫鍵的情況。 442021/7/20 星期二1.相關計算（鏈狀肽）(1)氨基數=肽鏈數+R基上的氨基數=各氨基酸中氨基總數-肽鍵數。(2)羧基數=肽鏈數+R基上的

23、羧基數=各氨基酸中羧基總數-肽鍵數。(3)氮原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的氮原子數=各氨基酸中N的總數。(4)氧原子數=肽鍵數+2肽鏈數+R基上的氧原子數=各氨基酸中O的總數-脫去水分子數。(5)氫原子數=各氨基酸中H的總數-2脫去水分子數。 二、蛋白質合成過程相關計算452021/7/20 星期二(6)假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈（重點掌握） 形成肽鏈數 形成肽鍵數 脫去水分子數 氨基數目 羧基數目 多肽相對分子質量 1 n-1 n-1 至少1個 至少1個 na-18(n-1) m n-m n-m 至少m個 至少m個 na-18(n-m) 462

24、021/7/20 星期二(7)假設某多肽中氨基酸數為n，控制其合成的基因和mRNA中至少含有的堿基數為6n和3n（重點） DNA(基因) mRNA 蛋白質(性狀)堿基數6堿基數3 氨基酸數1轉錄翻譯（8）環肽中 肽鍵數=氨基酸數472021/7/20 星期二【提醒】(1)環狀多肽主鏈中無氨基和羧基，環狀肽中氨基或羧基數目取決于構成環狀肽氨基酸R基團中的氨基和羧基的數目，如圖所示。肽鍵數脫去水分子數氨基酸數；環狀多肽的相對分子質量m(a18)。(2)在多肽相對分子質量計算時，還要考慮一些其他化學變化過程，如二硫鍵(SS)的形成，每形成一個二硫鍵，脫去2個H，故相對分子質量減少2。482021/7

25、/20 星期二2氨基酸的排列與多肽種類的計算假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分為如下兩種情形分析：(1)A、B、C三種氨基酸，在每種氨基酸數目無限的情況下，可形成肽類化合物的種類：形成三肽的種類：333(3327種)形成二肽的種類：33(329種)(2)A、B、C三種氨基酸，且在每種氨基酸只有一個的情況下，形成肽類化合物的種類：形成三肽的種類：321(3216種)形成二肽的種類：32(326種)492021/7/20 星期二1在下列物質中，若將其中能構成人體蛋白質的氨基酸通過脫水縮合而形成蛋白質分子，則此蛋白質分子中所含有的羧基、氨基和肽鍵的數目依次是()A3、3、2

26、B4、3、3C3、2、4 D2、2、2C502021/7/20 星期二一條肽鏈的分子式為C22H34O13N6，其水解后共產生了下列3種氨基酸：據此判斷，下列有關敘述錯誤的是()A1個C22H34O13N6分子水解后可以產生3個谷氨酸B合成1個C22H34O13N6分子同時將產生5個水分子C1個C22H34O13N6分子中存在1個游離的氨基和3個游離的羧基D在細胞中合成1個C22H34O13N6分子至少需要基因中36個堿基C512021/7/20 星期二解析構成該多肽的3種氨基酸都只含有1個氨基，從其分子式中共有6個N原子可知，該多肽是6個氨基酸脫水縮合產生5個水分子后形成的。6個氨基酸羧基的

27、氧原子有12個，脫水后剩7個，而該多肽分子中共有13個氧原子，則其余6個氧原子來自3個谷氨酸R基中的3個羧基。由于該多肽有6個氨基酸，其中3個是谷氨酸，故1個C22H34O13N6分子中存在1個游離的氨基和4個游離的羧基，1個氨基酸對應著基因中的6個堿基，則合成6個氨基酸至少需要基因中36個堿基，D項敘述正確。返回目錄522021/7/20 星期二如圖表示胰島素分子中一條多肽鏈，其中有3個甘氨酸且分別位于第8、20、23位。下列敘述正確的是()。A圖中多肽至少含有一個羧基位于第1位和一個氨基位于第30位B用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，形成的產物比原多肽多5個氧原子C用特殊水解酶選擇性

28、除去圖中的3個甘氨酸，形成的產物中有4條多肽D該多肽釋放到細胞外需要經過兩種細胞器的加工D532021/7/20 星期二解析一條多肽鏈至少含有一個羧基和一個氨基，但不能確定哪一端是氨基，哪一端是羧基；每除去一個甘氨酸會破壞兩個肽鍵，產生的羧基會增加一個氧原子，但甘氨酸會帶走一個氧原子，因此新形成的產物中氧原子數和原多肽的氧原子數相等；第20位和第23位間形成的產物是二肽，因此用特殊水解酶選擇性除去該鏈中的三個甘氨酸，形成的產物中有三條多肽和一個二肽；該多肽釋放到細胞外需要經過內質網和高爾基體這兩種細胞器的加工。542021/7/20 星期二蛋白質是生命活動的主要承擔者，在組成細胞的有機物中含量

29、最多。圖31表示有關蛋白質分子的簡要概念圖，對圖示分析正確的是()Aa肯定含有P元素 B過程有水生成C多肽中b的數目等于c的數目Dd表示氨基酸的多樣性解析 組成蛋白質的元素是C、H、O、N，只有部分蛋白質含有S和P；b是氨基酸，氨基酸的數目減肽鏈的數目等于肽鍵的數目，因此b的數目不等于c；d表示蛋白質功能的多樣性；過程表示脫水縮合，有水生成。552021/7/20 星期二蛋白質與核酸的比較蛋白質核酸區別元素組成C、H、O、N有的含有S P等C、H、O、N、P基本單位 氨基酸20種核苷酸8種562021/7/20 星期二區別連接方式 572021/7/20 星期二區別形成場所核糖體細胞核、線粒體、葉綠體等主要功能組成成分、催化、免疫、運輸、調節遺傳物質、決定遺傳變異和蛋白質的合成徹底水解產物氨基酸磷酸、戊糖、堿基氧化水解產物CO2、尿素、水CO2、水、含N的代謝產物582021/7/20 星期二區別分子結構的多樣性氨基酸的種類、數目、排列順序不同以及蛋白質的空間結構的不同組成DNA的4種脫氧核苷酸的數量、序列和比例不同，使DNA呈現多樣性聯系核酸控制蛋白質的合成592021/7/20 星期二物質徹底水解產物初步水解產物DNA磷酸、脫氧核糖、堿基脫氧核苷酸RNA磷酸、核糖、堿基核糖