组成细胞的分子知识点归结.doc

戴氏教育集团 璧山戴氏教育精品堂学校 2012年 高生物 VIP 专用学案 主讲：宋德棋知识块二 组成细胞的分子学习目标1、 简述组成细胞的主要元素及化合物。2、 常识检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。3、 说明氨基酸的结构特点及形成蛋白质的过程，概述蛋白质的结构特点和功能。4、 能说出核酸种类并简述其结构和功能。5、 了解糖类、脂质及水和无机盐在生物体内的功能。学习重点和难点学习重点1、 了解组成细胞的主要元素。2、 氨基酸结构及形成蛋白质的过程，蛋白质的结构和功能。3、 理解核酸的结构。4、 糖类的种类和作用，生物大分子以碳链为骨架。5、 水、无机盐在生物体内的分布及功能。学习难点1、 用实验方法检测生物组织中的几种物质。2、 氨基酸和蛋白质结构的多样性。3、 理解核酸的结构。4、 多糖的种类及结构，理解生物大分子以碳链为骨架。5、 理解结合水的功能。学海导航把握基础细胞中的元素和化合物一、 组成细胞的化学元素1、 组成生物体的化学元素的种类与含量常见元素主要有20多种最基本的元素：C基本元素：C、H、O、N主要元素：C、H、O、N、S、P（占原生质总量的97%以上）大量元素：C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B 大量元素与微量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素为大量元素；含量在万分之一以下的元素为微量元素。Fe因为比其他微量元素的含量略高一些，所以被称为半微量元素。微量元素虽然含量少，但却是生物体生命活动所必需的元素。 最多元素：细胞鲜重中，含量最多的元素是氧。在其干重中，动物含量最多的元素是碳；植物含量最多的元素是氧。 C是最基本元素的原因：碳原子之间很容易形成链状或环状结构，在此基础上形成生物大分子。 组成生物体的化学元素的种类大体相同，但含量相差很大。2、 元素的存在形式和功能 存在形式：主要以无机盐离子或化合态形式存在。 功能：构成原生质的成分；组成多种多样的化合物；影响生物体的生命活动。3、 组成细胞的化合物： 无机化合物：水（含量最高的化合物）和无机盐。 有机化合物：糖类、脂质、蛋白质（干重中含量最高的化合物）和核酸。4、常见物质化学组成：糖类：C、H、O；脂肪C、H、O；血红蛋白：C、H、O、N、Fe；叶绿素：C、H、O、N、Mg；甲状腺激素：C、H、O、N、I；核酸：C、H、O、N、P；ATP：C、H、O、N、P；纤维素：C、H、O；蛋白质：主要是C、H、O、N，少数含有P和S（S是蛋白质的特征元素）二、 生物界和非生物界的统一性和差异性 生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是细胞所特有的。 生物界与非生物界具有差异性：细胞与非生物相比，各种元素的含量又大不相同。 生物统一性的不同层次体现：（1） 从化学元素角度：组成生物体的化学元素的种类基本相同。（2） 从分子水平上：DNA的空间结构（规则的双螺旋结构）和化学组成（四种脱氧核苷酸）相同；组成蛋白质的基本单位氨基酸的种类相同；几乎所有生物都共用一套遗传密码。（3） 从结构角度：出病毒外，生物都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。（4） 从能量角度：生物体都利用ATP作为直接能源。生命活动的主要承担者蛋白质一、 氨基酸的种类和结构特点 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。1、 种类：构成蛋白质的氨基酸约有20种，包括必需氨基酸和非必须氨基酸。必需氨基酸：人体内有8种（婴儿有9种），必须从外界获取，人体不能合成。非必需氨基酸：12种，可以通过其他化合物转化而来。2、 结构特点：每种氨基酸都至少含有一个氨基（-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。氨基酸的种类由R基（侧链基团）决定。二、 蛋白质的结构、功能和多样性1、 蛋白子分子结构氨基酸分子相互结合，通过脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时失去一分子的水。 2、蛋白质的功能：一切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。（1）构成细胞和生物体的重要物质；（2）催化作用，如酶；（3）运输作用，如血红蛋白运输氧气、载体蛋白；（4）调节作用，如胰岛素、生长激素等；（5）免疫作用，如抗体。3、蛋白质分子多样性原因氨基酸的种类不同，构成的肽链不同；氨基酸的数目不同，构成的肽链不同；氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同；肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。三、 有关蛋白质和氨基酸的计算 肽键数=脱去水分子数=水解所需要水分子数=氨基酸个数-肽链数 一条肽链的两端一定分别是-COOH和-NH2。一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，m条肽链则至少含m个氨基和羧基。 多肽或蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量之和-失去水分子的相对分子质量之和=氨基酸平均相对分子质量x氨基酸个数-18x失去水分子数。 DNA中碱基数、mRNA中碱基数和氨基酸数的关系 转录 翻译DNAmRNA蛋白质碱基数：碱基数：氨基酸数=6:3:1项目氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基酸平均相对分子质量蛋白质相对分子质量DNA中碱基数mRNA中碱基数氨基数目羧基数目一条肽链nn-1n-1aan-18(n-1)至少6n至少3n至少1个至少1个m条肽链nn-mn-maan-18(n-m)至少6n至少3n至少m个至少m个遗传信息的携带者核酸 一、核酸的组成和结构特点 1、核酸的基本单位：核苷酸(8种)。一分子核苷酸=一分子磷酸+一分子五碳糖（脱氧核糖或核糖）+一分子含氮碱基（有5种：A、T、C、G、U）。 脱氧核苷酸（4种）：腺嘌呤脱氧核苷酸（A）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）；核糖核苷酸（4种）：腺嘌呤核糖核苷酸（A）、鸟嘌呤核糖核苷酸（G）、尿嘧啶核糖核苷酸（U）、胞嘧啶核糖核苷酸（C）2、分类：脱氧核糖核苷酸（DNA）和核糖核苷酸（RNA），总计8种核苷酸，5种碱基。 二、核酸的功能和分布 1、核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有及其重要的作用（核酸是一切生物的遗传物质）。特别注意：极少数RNA具有催化作用。 2、观察DNA和RNA在细胞中的分布实验 实验原理：甲基绿+DNA绿色 吡罗红+RNA红色 结果：细胞核区域染成绿色，细胞质区域染成红色。 结论：DNA主要分布在细胞核中，少量在线粒体和叶绿体中；RNA主要分布在细胞质中，少量在细胞核中。细胞中的糖类、脂质和无机物 一、糖类的种类和分布种类分子式分布生理功能单糖五碳糖核糖C5H10O5动植物细胞五碳糖是构成核酸的重要物质脱氧核糖C5H10O4六碳糖葡萄糖C6H12O6葡萄糖是细胞的主要能源物质二糖蔗糖C12H22O11植物细胞能水解成葡萄糖麦芽糖乳糖动物细胞多糖淀粉（C5H10O5）n植物细胞淀粉是植物细胞中储存能量的物质纤维素纤维素是细胞壁的组成成分之一糖原动物细胞糖原是动物细胞中储存能量的物质二 、脂质的种类和功能种类功能分布脂肪主要的储能物质。对于高等动物和人：保温，减少器官之间的摩擦，缓冲外界压力，以保护内脏器官大量存在于某些植物的种子、果实及动物体的脂肪组织中类脂（磷脂）构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分在动物脑、卵及大豆种子中含量较多固醇类胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输在许多动物性食物中含量丰富性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成动物的性腺分泌，进入血液、组织液维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收在动物的卵黄中含量较多；在人的表皮细胞中含有胆固醇，在日光照射下，能转变成维生素D 三、水的存在形式及生理功能形式自由水结合水定义细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动与细胞内的其他物质相结合的水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%功能细胞内良好的溶剂参与生化反应为细胞提供液体环境运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分联系自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化自由水和结合水是可以相互转化的，如血液凝固时，部分自由水转化为结合水。自由水/结合水的值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差。 四、无机盐的存在形式和生理功能细胞中的无机盐在形式上大部分以离子形式存在；少量的与其他的化合物结合生理功能是细胞和生物体的重要组成成分；维持细胞和生物体生命活动；维持细胞渗透压；维持细胞的酸碱度平衡各种物质分解后所得物质归结：DNA 彻底水解的产物：磷酸,脱氧核糖,碱基； 初步水解的产物：脱氧核苷酸。RNA 彻底水解的产物：磷酸,核糖,碱基； 初步水解的产物：核糖核苷酸。核酸彻底水解的产物：磷酸,五碳糖, 碱基； 初步水解的产物 ：核苷酸。淀粉消化终产物：葡萄糖； 水解终产物：葡萄糖； 代谢终产物：CO2+H2O脂肪消化终产物：甘油+脂肪酸； 水解终产物：甘油+脂肪酸； 代谢终产物：CO2+H2O蛋白质消化终产物：氨基酸； 水解终产物：氨基酸； 代谢终产物：CO2+H2O +尿素DNA酶消化终产物：氨基酸； 水解终产物：氨基酸； 代谢终产物：CO2+H2O+尿素酶的化学本质：蛋白质或RNA； 水解终产物：氨基酸或 磷酸、核糖、碱基五、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质和淀粉1、 实验原理：还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）+ 斐林试剂（Cu2O）砖红色沉淀(条件是水浴加热) 脂肪+苏丹橘黄色（或脂肪+苏丹红色）（使用50%的酒精的作用：洗去浮色） 蛋白质+双缩脲试剂紫色反【应不需加热；若反应后颜色不为紫色，而为蓝色的原因，可能是加入的CuSO4溶液过多，生成大量的Cu（OH）2遮盖所产生的紫色】 2、操作过程 （1）还原糖的检测和观察常用材料：苹果和梨 试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4）注意事项：还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖；甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用；必须用水浴加热。颜色变化：浅蓝色棕色砖红色 （2）脂肪的鉴定常用材料：花生子叶或向日葵种子试剂：苏丹或苏丹染液注意事项：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；酒精的作用是：洗去浮色；需使用显微镜观察；使用不同的染色剂染色时间不同。颜