第2章组成细胞的分子课件高一上学期生物人教版必修1

第二章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物1阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。

——中国科学院院士邹承鲁2生物界与非生物界既有统一性又有差异性

统一性：差异性：组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量大不相同。（含量相差很大）（种类大致相同）22统一性、差异性3元素分类一、组成细胞的元素1.大量元素含量占生物体总量的万分之一以上的元素；C碳H氢O氧N氮P磷S硫K钾Ca钙Mg镁等基本元素C碳碳(C)是构成细胞的核心元素（最基本元素）；碳(C)是构成有机物的基本支架。原因：与组成细胞的化合物有关(干重最多)(占90%)鲜重最多4元素分类一、组成细胞的元素2.微量元素含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素Fe铁Zn锌Cu铜B硼Mo钼锰Mn巧记口诀：（铁锰碰新木桶）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质知识回顾5化学试剂+有机化合物→特定的颜色①还原糖+斐林试剂

砖红色沉淀水浴加热某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。实验原理：②脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色③蛋白质+双缩脲试剂→紫色第二章组成细胞的分子第2节细胞中的无机物6阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。

——中国科学院院士邹承鲁种类结合水自由水定义

含量特点作用细胞结构的重要组成成分以游离的形式存在，可以自由流动与细胞内的其他物质相结合约占95.5%约占4.5%可以自由流动，容易蒸发，有溶解性含量较稳定，不易散失，失去溶解性存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性。①细胞内的

；②参与细胞内的

；③为细胞提供

；④运送

和

；良好溶剂营养物质代谢废物生物化学反应液体环境一、细胞中的水2.水的存在形式7即时训练④⑤③自由水结合水一、生物体内的水

8植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐一、细胞中的水3.水的含量与代谢和抗逆性的关系

新陈代谢速率抗逆性自由水的比例高——代谢活跃，生长快，但抗逆性弱（抗逆性：动植物适应不良条件的能力，如抗旱、抗寒、抗热性能）9自由水与结合水的关系：1.在一定条件下可以相互转化.实例：烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。

水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。2.两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率结合水温度升高，代谢旺盛温度降低，代谢缓慢自由水（发芽）（冬眠、晒干）一、细胞中的水4.自由水和结合水的关系10二、细胞中的无机盐3.功能11

大家都有这样的体会，长跑后感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？乳酸＋NaHCO3→

乳酸钠＋H2CO3CO2＋H2O人体依靠无机盐离子H2CO3/NaHCO等组成的缓冲体系来调节并维持平衡。无机盐能维持细胞的酸碱平衡第二章组成细胞的分子第3节细胞中的糖类和脂质12阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。

——中国科学院院士邹承鲁说一说：生活中常见的糖有哪些？冰糖红糖白糖淀粉纤维素淀粉和纤维素并不甜，这说明：不是所有糖类都是甜的。糖都是甜的吗？甜物质都是糖吗？木糖醇、糖精(也称糖精钠)、甜蜜素都有甜味，但都不属于糖类物质。一、细胞中的糖类

辨析

13一、细胞中的糖类

14种类分子式分布主要功能单糖五碳糖六碳糖（1）单糖：不能水解的糖（可直接被细胞吸收）核糖脱氧核糖葡萄糖果糖半乳糖细胞中都有植物细胞中动物细胞中组成RNA的成分组成DNA的成分细胞的主要能源物质提供能量提供能量C6H12O6C5H10O5C5H10O4蔗糖

麦芽糖一、细胞中的糖类2.二糖

15二糖：两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。葡萄糖+果糖蔗糖

+水葡萄糖+半乳糖乳糖+水葡萄糖+葡萄糖麦芽糖

+水C6H12O6C6H12O6H2O（C12H22O11）葡萄糖果糖半乳糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖果糖半乳糖葡萄糖半乳糖葡萄糖乳糖葡萄糖可以口服，也可以通过静脉注射进入人体细胞，蔗糖是否也可以？为什么？不可以。葡萄糖是不能再水解的糖，不需要经过消化可以直接进入细胞。蔗糖是二糖,人要把蔗糖水解成单糖才可以被吸收进入细胞。一、细胞中的糖类

问题思考116一、细胞中的糖类

3.多糖

17多糖：可水解为多个单糖的糖类。地位：生物体内绝大多数以多糖的形式存在。淀粉、糖原和纤维素的基本单位：葡萄糖注意：并不是所有的多糖的基本单位都是葡萄糖。一、细胞中的糖类

3.多糖

18为什么多糖有相同的组成单位，功能却相差很大？结构功能决定一、细胞中的糖类

3.多糖——几丁质

19几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中糖类是既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质。纤维素不溶于水人和动物体内很难被消化草食类动物有发达的消化器官借助某些微生物纤维素才能分解一一、细胞中的糖类

问题思考2P25

20一、细胞中的糖类

问题思考2P25

21

既然纤维素很难消化，为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”呢?纤维素能够促进胃肠的蠕动和排空。将除淀粉外的复杂糖类，如纤维素、果胶等，称为膳食纤维。多吃一些富含膳食纤维的食物，排便就会通畅，并且减少患大肠癌的机会；还有利于降低过高的血脂和血糖等，从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。由于膳食纤维有如此多的保健作用，因此科学家将它称作人类的“第七类营养素”。二、细胞中的脂质

元素组成与

种类

221.元素组成：主要是C、H、O，有些脂质还含有P、N。2.脂质的特点：（1）脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类。（2）通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、乙醚、氯仿等脂肪磷脂固醇胆固醇性激素维生素D脂质功能一：脂肪是细胞内良好的储能物质。1g脂肪39kJ17KJ1g糖原脂肪糖原二、细胞中的脂质1.脂肪的功能

23功能二：脂肪是良好的绝热体，起到保温的作用。二、细胞中的脂质1.脂肪的功能

24功能三：具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。一、细胞中的脂质

1.脂肪的功能

25二、细胞中的脂质2.磷脂1.组成元素：3.分布：2.作用：C、H、O、P、N构成细胞膜和细胞器膜的重要成分人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子中含量丰富26胆固醇：C27H46O雄性激素(睾酮):C19H28O2维生素D2：C28H44O2.分类与功能胆固醇：性激素：维生素D：1.组成元素：多晒太阳可促进皮肤中7－脱氢胆固醇转化为维生素D。C、H、O①动物细胞膜的重要组成成分②参与血液中脂质的运输①促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成②激发并维持第二性征能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收晒太阳能补钙吗？二、细胞中的脂质3.固醇27葡萄糖被细胞利用被细胞储存----合成糖原（肝糖原、肌糖原）被细胞储存----转化成脂肪、氨基酸首先富余富余

糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪。而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。二、细胞中的脂质

细胞中糖类和脂质的转化28第二章组成细胞的分子第4节蛋白质是生命活动的主要承担者29阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。

——中国科学院院士邹承鲁30导入新课想一想:哪些食品富含蛋白质?（1）大豆制品；（2）奶类制品；（3）肉蛋类食品。食物中的蛋白质在消化道中被消化成氨基酸，才能被人体吸收。1.结构蛋白：2.催化：3.运输：4.免疫：5.调节：如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。绝大多数酶是蛋白质。如血红蛋白运输氧。如抗体具有免疫功能。如胰岛素能传递信息,调节机体的生命活动。

可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质的功能——谐音法记忆3132教材P30氨基酸的种类非必需氨基酸：

必需氨基酸：甲硫氨酸，赖氨酸，缬xie氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。组氨酸（甲来写一本亮色书）（一）人体内的21种氨基酸共13种，人体可自身合成的氨基酸(8种；婴儿9种)，人体不能自身合成的氨基酸

评价蛋白质食品营养价值的主要依据是必需氨基酸的种类和含量酸氨基CHHHHCOOHNH2HR结构通式氨基酸333334肽键氨基酸的连接方式CR1CHH2NOHOCHCNOHOR2HHCR1COHH2NCHCHNOHOR2二肽H2O+脱水缩合肽键H2O中各元素的来源：H来自于__________，O来自于_____氨基和羧基羧基氨基酸二肽三肽……多肽肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。多肽的形成核糖体(唯一场所）（所有生物）合成场所肽键氨基酸的连接方式3536肽键氨基酸的连接方式有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。由几个氨基酸形成的就叫几肽氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？氨基酸层面氨基酸的种类不同氨基酸的数量不同氨基酸的排列顺序千变万化肽链层面多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别蛋白质结构多样性的原因

37直接原因：根本原因：α-螺旋β-折叠不同生物体：基因多样性同一生物体：基因的选择性表达|||||||||||BBBBBBBBBB组成蛋白质氨基酸种类思考：如果只有A、B2种氨基酸，氨基酸A数量9个，B氨基酸数量1个，形成10个氨基酸的十肽，能形成多少种十肽？10种思考：如果只有1种氨基酸，能形成多少种十肽？1种

氨基酸种类蛋白质结构多样性的原因3821201918171612151413组成蛋白质的氨基酸数量不同思考：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，每种氨基酸只有一个，能形成多少种十肽？21×20×19×18…×12＝

氨基酸数量蛋白质结构多样性的原因39下图所示是同一种二肽吗？多肽链是有顺序的—--从氨基端到羧基，对于生物大分子而言，其顺序是很重要的。氨基酸的排列顺序不同

氨基酸排列顺序蛋白质结构多样性的原因40吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散易被蛋白酶水解41蛋白质变性蛋白质变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。注意：变性不可逆，只是空间结构改变，肽键一般不断裂。蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_____________________________________________________________。能。因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键42蛋白质变性P3343P35知能总结1（2）①肽键数=1、肽键数与氨基酸数目的关系：氨基酸数－1=脱去的水分子数（链式结构）肽键数=氨基酸数－2=脱去水分子数公式1：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数拓展——与蛋白质相关的计算1、肽键数与氨基酸数目的关系：10个氨基酸组成的环状多肽肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键（环状结构）m拓展——与蛋白质相关的计算44P39核心素养二（1）2、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCOOHR6蛋白质中氨（羧）基数=1+R基上氨（羧）基数1至少含有的氨（羧）基数=拓展——与蛋白质相关的计算1条肽链：至少含有的氨基或羧基数=肽链的条数45P35知能总结1（2）⑤⑥2、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHHCHR5COOHCCCH2ONHSS2HCCCR6ONHCHCR7ONHHCHCOOHR8NH2公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数拓展——与蛋白质相关的计算46P35知能总结1（2）②③H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHH拓展——与蛋白质相关的计算3、蛋白质相对分子质量的计算：H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHH拓展——与蛋白质相关的计算公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－

脱去的水分子数×1847P35知能总结1（2）④3、蛋白质相对分子质量的计算（存在二硫键）：拓展——与蛋白质相关的计算48P35知能总结1（2）④3、蛋白质相对分子质量的计算：公式3变：

蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－

脱去的水分子数×18－

二硫键数×2H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHHSSSH+HS+2H拓展——与蛋白质相关的计算49P35知能总结1（2）④4、蛋白质中N、O、C、H原子数计算：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7公式4：N原子数=肽键数＋肽链数＋R基上N原子数=各氨基酸N原子总数公式5：O原子数=肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数=各氨基酸O原子总数－脱去水分子数公式6：C原子数=氨基酸数×2+R基上C原子数拓展——与蛋白质相关的计算公式7：H原子数=各氨基酸H原子总数－2×肽键数(－2×二硫键数)50P35知能总结2拓展——与蛋白质相关的计算肽链数氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数目多肽的相对分子质量氨基数目羧基数目1an至少个man至少个环状多肽an至少个n-1n-1na-18(n-1)1n-mn-mnnna-18(n-m)na-18nm051P35知能总结1（1）蛋白质基本单位元素组成功能基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等结构层次氨基酸场所：___________形成键：___________氨基酸多肽或肽链蛋白质脱水缩合盘曲折叠肌肉纤维等结构蛋白绝大多数酶催化功能膜转运蛋白运输功能胰岛素等调节功能免疫功能抗体等种类约21种结构通式核糖体肽键课堂总结52练习与应用P32531.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。(1)蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。(√)(2)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。(×)(3)只有细胞内才有蛋白质分布。(×)(4)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。(√)2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是(A)A.烧牛肉B.烤甘薯C.馒头D.米饭练习与应用P32543.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是(A)4.下列物质中，不属于蛋白质的是(B)A.胰岛素B.胆固醇C.胃蛋白酶D.抗体练习与应用P19551、民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。答：食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。练习与应用P3256(1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是___;有____种氨基酸参与了脱水缩合反应;生成的水分子数目是____

54_4练习与应用P3257(3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗?为什么?_不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。练习与应用P19583、在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？答：必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。59巩固练习如图，甲为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图乙为部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是(

)A．该蛋白质中含有1条肽链124个肽键B．图乙中含有的R基是①②④⑥⑧C．从图乙可推知该肽链至少含有2个游离的羧基D．图乙②中的—NH2不参与脱水缩合反应123个××COOH3个R基上的氨基不参与反应D肽键数=氨基酸数-1H2N--COOHR1R2R3Rn-2Rn-1RnH2N--COOHR1R2R3Rn-2Rn-1Rn氨基（或羧基）数=R基上的氨基（或羧基）数+1第二章组成细胞的分子第5节核酸是遗传信息的携带者60阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。

——中国科学院院士邹承鲁6162

核酸的种类及分布