第二章 组成细胞的分子

1、第二章,组成细胞的分子,第,1,节,细胞中的元素和化合物,组成地壳和组成细胞的,部分元素含量,表,元,素,地壳,细胞,O,48.60,65.0,Si,26.30,极少,C,0.087,18.0,N,0.03,3.0,H,0.76,10.0,说明：生物界与非生物界,具有统一性（元素种类,玉米和人体细胞部分元素含量的比较,玉米,人,氧,44.43 14.62,碳,43.57 55.99,氮,1.46 9.33,氢,6.24 7.46,钾,0.92 1.09,钙,0.24 4.67,磷,0.20 3.11,硫,0.17 0.78,氯,0.14 0.47,镁,0.18 0.16,铁,0.08 0.01

2、2,硅,1.17 0.005,锌,0.01,说明：生物,界的差异性,种类相当,元素含量差,别很大,这说明什么,一、组成细胞的元素,大量元素,C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg,等,微量元素,Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo,等,最基本的元素,C,基本元素,C,H,O,N,主要元素,C,H,O,N,P,S,大约共占细胞,总量的,97,组成人体细胞的主要元素,占细胞鲜重的百分比,组成人体细胞的主要元素,占细胞干重的百分比,几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧,草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了,大量的,N,P,K,肥也无济于事,后来,人们偶然,发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原,来,这

3、一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工,每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩,过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验,和分析,一公顷牧草只需,150,克钼就足够了,通过分析,你能得出什么结论呢,微量元素,钼,是生物体不可缺少的,必需元素,在生物体中含量很少,但其作,用是其它元素不可替代的,缺,Fe,会使人患贫血等症状,缺,Zn,使人发育受影响，性器官的发育不良等,缺会导致,甲状腺肿,等,组成细胞的各种元素又是,以什么形式存在的呢,化合物,二、组成细胞的化合物,三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,一）还原糖的鉴定,1,实验原理,斐林试剂,还原糖,砖红色沉淀,水浴加热,50,65,2,实验步骤

4、,取材,制备组,织样液,显色反应,结论,制浆,纱,布过,滤,取液,组织样,液,2mL,斐林试,剂,1mL,呈蓝色,水浴加热,2min,砖红色沉淀,还原糖含量高，白色或近,于白色，如梨、苹果等,组织样液中含有还原糖,三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,二）脂肪的鉴定,1,实验原理,脂肪,镜检,苏丹染液,橘黄色,镜检,苏丹染液,红色,2,实验步骤,取材,观察,结论,先低,倍后,高倍,花生种子（浸泡,3,到,4h,将子叶削成薄片,花生种子中有脂肪存在,制片,选择理想薄片,滴,2,3,滴苏丹染,色染色,3min,去浮色,50,酒精,制成临时装片,三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,三）蛋白质鉴

5、定,1,实验原理,蛋白质（肽键,双缩脲试剂,紫色,2,实验步骤,结论,组织样,液,2mL,双缩,脲,A,液,1mL,无色,摇匀后成紫色,大豆组织研磨液或鸡蛋清,稀释液,样液中含有蛋白质,选材与制备,显色反应,双缩,脲,B,液,4,滴,三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,四）淀粉的鉴定,1,实验原理,淀粉,碘,蓝色,2,实验步骤,结论,组织样,液,2mL,碘液,2,滴,摇匀后变蓝色,马铃薯匀浆,匀浆中含有淀粉,取材,检测,随堂练习,A,1,牛通过吃草获得化合物，化合物是由各种元素组成的,那么，牛和草体内的各种化学元素,A,种类差异很大，含量大体相同,B,种类和含量差异都很大,C,种类和含量都

6、是大体相同的,D,种类大体相同，含量差异很大,2,下列物质中都含有氮元素的是,核糖核酸,糖原,胰岛素,淀粉,A,B,C,D,3,马拉松长跑运动员在进入冲刺阶段时，发现少数运动员,下肢肌肉发生抽搐，这是由于随着大量排汗而向外排出了,过量的,A,水,B,钙盐,C,钠盐,D,尿素,D,B,B,4,下列关于糖的叙述，正确的是,A,葡萄糖和果糖分子均有还原性,B,葡萄糖和麦芽糖可被水解,C,构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖,D,乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收,5,生物体内含,Zn,2,的酶最多，有七十多种酶的活性与,Zn,2,有关，缺乏,Zn,2,的生物就无法正常生活，这说明无,机盐,A,对维持生物体的生

7、命活动有重要作用,B,对维持细胞形态有重要作用,C,对维持酸碱平衡有重要作用,D,对调节细胞内的溶液浓度有重要作用,A,A,待测物质,检测试剂,预期显色结果,DNA,甲基绿,红色,脂肪,苏丹,橘黄色,淀粉,斐林试剂,蓝色,蛋白质,双缩脲试剂,紫色,6,对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及,预期结果都正确的是,A,B,C,D,D,第,2,节,生命活动的主要,承担者,蛋白质,问题探究,我体内有丰,富的蛋白质,奶和奶的制品,豆类及豆制品含,丰富的蛋白质,思考与讨论,氨基酸分子结构通式,C,H,C,H,2,N,OH,O,R,氨基,羧基,侧链基团,特点,a,每个氨基酸分子,至少,都含有一个,氨基,

8、NH2,和一个,羧基,COOH,并连在,同一个,碳原子上，一分子,氢,和一个特有,的,R,基团,b. R,基不同、氨基酸不同,苏氨酸,CH,3,CH,OH,CH,NH,2,COOH,苯丙氨酸,CH,2,CH,NH,2,COOH,请写出下面两种氨基酸的,R,基,非必须氨基酸：共,12,种，人体可自身,合成的氨基酸,必须氨基酸：共,8,种，人体不能自身合,成的氨基酸,赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸,异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨,酸,20,种氨基酸,一、氨基酸及其种类,氨基酸,20,种,蛋白质,10,10,10,12,二、蛋白质的结构及多样性,请同学们阅读课本,p21,到,p22,初步了解脱,

9、水缩合肽键二肽、三肽、多肽这几个概念,1,氨基酸的结合方式,脱水缩合,H,2,O,C,NH,2,H,R,1,C,O,N,H,C,H,R,2,COOH,肽键,二肽,H,2,O,OH,N,H,R,1,C,C,O,H,2,N,H,R,2,OH,C,CO,H,H,H,2,O,N,H,R,2,OH,C,CO,H,H,C,NH,2,H,R,1,C,O,N,H,C,H,R,2,C,OH,O,H,C,R,1,C,NH,2,C,O,N,H,C,H,R,2,C,N,H,R,2,OH,CO,H,O,二肽,三肽,多肽,四肽,N,个氨基酸形成,1,条肽链，至少有,1,个氨基,1,个羧基,形成,m,条肽链，至少有,m,个

10、氨基,m,个羧基,2,蛋白质的多样性,蛋白质的多样性的原因,二肽,多肽,蛋白质,氨基酸的种类,和数目不同,氨基酸的排,列顺序不同,蛋白质空间,结构不同,遗传物质的多样性决定,3,蛋白质的空间结构,一级结构：氨基酸的排列顺序,化学键：肽键,二硫键,二级结构：肽链主链的局部空间结构，如,螺旋、折叠,化学键：氢键,3,蛋白质的空间结构,三级结构：整条肽链原子的,空间结构,化学键：氢键、二硫键等,四级结构：多条三级结构的多肽链,亚基形成的复杂结构,化学键：氢键等,4,蛋白质的功能多样性,结构多样性,决定,功能多样性,结构蛋白,组成细胞和生物体,功能蛋白,调节,激素,催化,酶,运输,载体,免疫,抗体,结

11、论：一切生,命活动都离不,开细胞，蛋白,质是生命活动,的主要承担者,5,蛋白质的盐析与变性,盐析：指蛋白质溶液中加入无机盐类而使,蛋白质溶解度降低而析出的过程,变性：指蛋白质在某些物理或化学条件下,空间结构发生了不可逆的变化,过程可逆，属于物理变化，蛋白质结构不变,过程不可逆，属于化学变化，蛋白质结构改变,如高温、强酸、强碱,三、与蛋白质有关的计算,一）氨基酸的脱水缩合,1,下图是某物质结构示意图，请根据图回答下面,的问题,1,该物质名称为,2,该化合物共有,种氨基酸缩合而成，氨基酸,缩合后形成的化学键是指图中的,3,该物质水解时需要,个水分子,三肽,三,2,2,2,下列有关图中蛋白质的叙述，

12、正确的是,A,含有两条肽链,B,共有,126,个肽键,C.R,基中共含,17,个氨基,D,形成该蛋白质时共脱去,125,个水分子,126,17,15,17,0,20,40,60,80,100,120,140,某种蛋白质中相关基团或氨基酸,氨基酸数目,羧基总数,R,基上羧基数目,氨基总数,A,氨基酸,数目,肽键,数目,脱去水分,子数目,氨基,数目,羧基,数目,一条,肽链,m,条,肽链,环状,肽链,n,n-1,n-1,至少,1,个,至少,1,个,n,n-m,n,n-m,至少,m,个,至少,m,个,n,n,至少,0,个,至少,0,个,一）氨基酸的脱水缩合计算总结,三、与蛋白质有关的计算,二）蛋白质相

13、对分子质量计算,D,免疫球蛋白,IgG,的结构示意图如下图，其中,SS,表,示连接两条相邻肽链的二硫键。若该,IgG,由,m,个,氨基酸构成，则该,IgG,的肽键数和脱去部分的相,对分子质量为,A.m,个,18(m-4)+6,B.(m+1,个,18(m-4,C.(m-2,个,18m+6,D.(m-4,个,18(m-4)+6,SS,SS,SS,二）蛋白质相对分子质量计算总结,1,无二硫键,氨基酸平,均相对分,子质量,氨基,酸数,肽键,数,相对分子质量,一条,肽链,m,条,肽链,环状,肽链,a,n,n-1,na-18(n-1,a,n,n-m,na-18(n-m,a,n,n,na-18n,二）蛋白质

14、相对分子质量计算总结,1,有二硫键,K,为二硫键的个数,相对分子质量,na-18(n-m)-2k,以,n,个氨基酸组成,m,条肽链为例,三、与蛋白质有关的计算,三）蛋白质中含有,N,O,原子数的相对计算,D,现脱掉某六十肽中的,2,个丙氨酸（相应位置如下,图），得到几种不同的有机物，其中脱下的氨,基酸均以游离态存在。下列说法正确的是,A,肽键数目减少,2,个,B,氢原子数目增加,4,个,C,氧原子数目增加,2,个,D,氨基和羧基分别增加,4,个,10,40,三）蛋白质中含有,N,O,原子数的相对计算,N,原子数,肽链数,R,基中,N,数目,肽键数,各,氨基酸中,N,原子总数,O,原子数,肽链数

15、,2,肽键数,R,基中,O,数目,各氨基酸中,0,原子总数,脱水分子数,第,3,节,遗传信息的携带者,核酸,问题探讨,1.DNA,的中文全名是什,么？为什么,DNA,能够提供,犯罪嫌疑人的信息,DNA,指纹检测,2,你还能说出,DNA,鉴定技,术在其他方面的应用吗,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,成中具有极其重要的作用。分,核糖核酸,RNA,和,脱氧核糖核酸,DNA,实验：观察,DNA,和,RNA,在细胞中的分布,实验：观察,DNA,和,RNA,在细胞中的分布,1,实验原理,甲基绿,DNA,绿色,吡罗红,RNA,红色,2,实验步骤,制片,水解,冲洗,染色

16、,观察,滴,漱,刮,涂,烘,30mL8,盐酸,30,温水保温,5min,蒸馏水,缓冲,10s,吡罗红甲基绿,2,滴染色,5min,先低倍，后高倍,结果,结论,DNA,主要在细胞核,RNA,主要在细胞质,问题思考,1,在制片的过程中，为什么要是用,0.9%NaCl,2,为什么要用酒精灯将玻片烘干,3,水解过程中使用,8,盐酸的目的是,生理盐水，为了保持细胞正常的形态,为了固定细胞,一是使细胞的通透性增大，有利于染液进,入细胞。二是使染色体中,DNA,和蛋白质分,离，有利于染色,2,核酸的基本组成单位：核苷酸,二、核酸的化学结构,1,核酸的组成元素,C,H,O,N,P,等,含氮碱基,五碳糖,磷酸,

17、1,2,3,4,5,T,C,G,3,DNA,的化学结构,A,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,基本组成单位：脱氧核苷酸,脱氧核苷酸链,A,T,G,C,A,T,G,C,DNA,双,螺,旋,结,构,U,C,G,A,腺嘌呤核糖核苷酸,鸟嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸,4,RNA,的化学结构,基本组成单位：核糖核苷酸,核糖核苷酸链,5,核酸的多样性和特异性,多样性,组成核酸的核苷酸的种类、数,量、排列顺序不同，决定了核酸分子的,多样性,特异性,每个核酸中核苷酸的种类、数,目和排列顺序是特定的,DNA,与,RNA,的比较,DNA,RNA,主要存

18、在部位,细胞核,少部分在线粒,体和叶绿体中,细胞质,基本组成单位,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,碱基种类,A,G,C,T,A,G,C,U,五碳糖种类,脱氧核糖,核,糖,核苷酸链,一条核糖核苷酸链,两条脱氧核苷酸链,核酸的水解,DNA,RNA,在水的存在下，利用酶或其它,催化剂进行水解，最终得到三类产物,核,酸,核苷酸,磷,酸,碱,基,五碳糖,磷酸、脱氧核糖,碱基,A,G,C,T,D N A,水解,磷酸、核糖,碱基,A,G,C,U,R N A,水解,初步水解,彻底水解,问题思考,1,细胞型生物细胞中核酸有几种？核苷酸有几种,碱基有几种？五碳糖有几种？遗传物质是,核酸有,2,种，核苷酸有,8,种，碱基有

19、,5,种，五碳,糖有,2,种，遗传物质是,DNA,2,病毒的核酸有几种？核苷酸有几种？碱基有几,种？五碳糖有几种？遗传物质是,核酸有,1,种，核苷酸有,4,种，碱基有,4,种，五碳,糖有,1,种，遗传物质是,DNA,或,RNA,第,4,节,细胞中的糖类和脂质,讨论,1,我们吃的同质量这些食物的,含有的热量一样多吗,2,当消耗掉体力后，你认为图,中能尽快补充能量的物质是哪,一种？为什么,一、细胞中的糖类,1,你能列举一些你所熟悉的糖的名称吗,白糖、红糖、冰糖、麦芽糖、葡萄糖、砂糖、蔗糖,2,这些糖都是同一种类型的糖吗,不是,3,糖都是甜的吗,其实，除了我们熟悉的这些甜的糖之外,还有很多糖是不甜,

20、的，例如淀粉、植物细胞壁的组分之一的纤维素等都是糖类,一、细胞中的糖类,1,元素组成,2,功能,3,种类,C,H,O,生命活动的主要能源,单糖、二糖、多糖,碳水化,合物,单糖、二糖、多糖是怎样区分的,1,单糖：不能水解的糖,2,二糖：由两分子的单糖脱水缩合而成,3,多糖：由许多的葡萄糖分子连接而成,构成它们的基,本单位都是葡,萄糖,种类,分布,单糖,五碳糖,六碳糖,C,6,H,12,O,6,二糖,C,12,H,22,O,11,多糖,C,6,H,10,O,5,n,核糖,C,5,H,10,O,5,脱氧核糖,C,5,H,10,O,4,葡萄糖,果糖,半乳糖,细胞中都有,细胞中都有,细胞中都有,植物细胞

21、中,动物细胞中,麦芽糖,蔗糖,乳糖,发芽的小麦,谷粒种含量丰富,甘蔗、甜菜中含量丰富,人和动物乳汁中含量丰富,纤维素,淀粉,肝糖原,肌糖原,棉、麻，植物的茎秆和,枝叶植物细胞的细胞壁中,植物粮食作物的种子、变,态茎或根等储藏器官中,动物的肝脏中,动物的肌肉组织中,单糖、二糖和多糖的转化过程,单糖,二糖,多糖,只有单糖才能被细胞直接吸收,二、细胞中的脂质,lipid,二、细胞中的脂质,1,组成元素,主要是,C,H,O,有些含有,P,和,N,2,分布,所有细胞中,3,作用,组成细胞和生物体的重要有机化合物,脂质,组成,元素,特点,分布,作用,脂肪,磷脂,固,醇,胆固醇,性激素,维生素,D,C,H,

22、O,N,P,不溶,于水,溶于,有机,溶剂,丙酮,氯仿,乙醚,动物的皮下,大网膜,肠系膜等,人和动物的,脑、卵细胞,肝脏及大豆,良好的,储能物质,隔热、保温,缓冲和减压,构成细胞膜,和细胞器膜,的重要成分,动物细胞膜,血液,性腺,肠道等,参与脂质运输、动物,细胞膜的成分,促进动物生殖器官发,育以及生殖细胞形成,促进肠道对,Ca,和,P,的吸收（如,AD,钙奶,高胆固醇类食物如动物内脏、蛋黄,等过量摄入行吗,不行。胆固醇在许多动物性食物中含量丰,富。饮食中如果过多地摄入胆固醇，会在,血管壁上形成沉积，造成血管堵塞，危及,生命,功能,物质,细胞中主要能源物质,糖类（葡萄糖,植物细胞中主要的储能物质,

23、淀粉,动物细胞中主要的储能物质,糖原,生物细胞中主要的储能物质,脂肪,三、生物大分子以,碳,链为骨架,1,单体,2,多聚体,是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的,基本单位,单糖,氨基酸,核苷酸,多糖,蛋白质,核酸,每个单体都以若干个相连的,C,原子构成的,C,链为,基本骨架，经脱水缩合而成的结构,单,体,多聚体,脱水缩合,碳是生命的,核心元素,第,5,节,细胞中的无机物,细胞内含量最多的化合物,水,地球表面约,3/4,的部分是,水,一个人在极限状况下，可坚持,20d,以上不进食,一个人不喝水,1,d,后就会丧失意识,生命濒临终点,水,生命之源,思考,1,不同生物体内水的含量相同吗,2,同

24、一生物体在不同的生长发育阶段水,的含量相同吗,3,同一生物不同器官中水的含量相同吗,生长发育阶段,幼儿,成年（女,成年（男,质量分数,77,52%-58,60%-65,生物,水母,鱼类,蛙,哺乳动物,藻类,高等植物,水含量,97,80-85,78,65,90,60-80,组织器官,牙齿,骨骼,骨骼肌,心肌,血液,所占比例,10,22,76,79,83,水以什么样的形式存在，有什么生理功能,形式,定义,含量,功能,自,由,水,结,合,水,细胞中游,离态的,水，可以,自由流动,细胞中与,其他化合,物结合的,水,95,以上,约,4.5,1,是细胞内的良好溶剂,2,参与细胞内的生化反应,3,多细胞生物，体细胞生活的水环境,4,运送养料和代谢废物,5,维持细胞固有形态,是细胞的组成成分,一切生命活动都,离不开水,思考,1,水的存在形式与新陈代谢有关系吗,是有关系的，自由水与结合水比值越大，新陈代谢,越旺盛；反之，就越缓慢,2,是不是所有的细胞中水的含量最多,不一定，如脂肪细胞中水的含量不是最多,干种子,细胞中水的含量也比较少,3,生物体内自由水和结合水之间可以转,化吗,两者在一定条件下是可以转化的，如血液凝固时,部分自由水变为结合水；温度降低，自由水变成结,合水，反之，结合水变为自由水,练习,刚刚收获的小麦种子经暴晒，失去了大,量的