思维导图在高中生物中的应用组成细胞的分子

2.构成细胞的分子2.1元素体现生物界与非生物界的统一性：种类相似；构成细胞的元素都能在非生物界中找到；没有一种元素是无机环境特有的生物界与非生物界的差别性：含量不同因素：有选择地物质交换形式：在生物体内，元素重要以化合物的形式存在；知识联想：在生物体内，无机盐重要以离子的形式存在含量的分析办法：物理学，化学，生物学分类必需大量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K重要元素：C、H、O、N、P、S基本元素：C、H、O、N；鲜重排行：O>C>H>N；干重排行：C>O>N>H最基本元素：C，生命元素，构成碳链骨架，形成三种大分子，即蛋白质、核酸、多糖细胞鲜重最多的是O，水是最多的化合物细胞干重最多的是C，蛋白质是最多的有机物微量元素：Zn、Mo（钼）、Cu、B（硼）、Fe、Mn(锰)；特点：含量极少，但其作用是其它元素不可替代非必需：有害元素；无害元素矿质元素：对植物而言，除CHO外为矿质元素必需：能再运用元素：N、P、K、Mg；若植物缺少，老叶先受损。不被再运用元素：Ca、S、B；若植物缺少，幼叶先受损非必需元素的数量比较：=相对含量/相对分子质量，即相称于求物质的量n=m/M；活细胞中，H数量最多化合物的特性元素蛋白质：S血红蛋白：Fe叶绿素：Mg甲状腺激素：I核酸、ATP、磷脂：P，磷酸基团物质代谢含有C的物质，其代谢产物为CO2含有H、O的物质，其代谢产物为H2O含有N的物质，其代谢产物为尿素、NH32.2水地位生命之源细胞最多的化合物：鲜重最多；最多的无机化合物；50%以上分布不同生物：体内含水量不同；普通水生生物体内的含水量比陆生生物多同一生物体内：不同器官的含水量不同；普通代谢旺盛的组织、器官含水量多生物体在不同的生长发育时期含水量不同；年少的不不大于年老的不同性别的含水量不同；男人>女人分类自由水功效良好的溶剂：许多物质溶解在水中参加细胞内大多数生化反映（光合作用、呼吸作用）绝大多数细胞必需浸润在以水为基础的液体环境中运输营养物质或代谢废物特点：流动性强、易蒸发；参加物质代谢含量：95%以上结合水功效：细胞构造的重要构成成分特点：不流动、不蒸发；与其它物质结合含量：4.5%影响形态：心肌，结合水相对高；血液，自由水相对高，两者含水量相称互相转换抗逆性：抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害；结合水相对含量越高，抗逆性相对越强生物体内，自由水与结合水成动态平衡自由水/结合水：比值大，代谢旺盛，温度高，抗逆性差；比值小，代谢缓慢，温度低，抗逆性强应用：储存、越冬作物种子鲜种子：比值大干种子：暴晒解决；用水浸泡后，仍能萌发；失去自由水，含有生理活性死种子：烘干、坏死；用水浸泡后，不再萌发；失去结合水，不具生理活性水的产生有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）ATP的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质）单糖合成多糖（细胞内）氨基酸脱水缩合（核糖体）DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体）水的运用光反映（叶绿体类囊体薄膜）有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）水解反映：ATP（叶绿体基质等），肝糖原水解，淀粉、蛋白质、脂肪消化，DNA、RNA的水解水的调节：抗利尿激素水的吸取：渗入作用2.3无机盐状态大多数以离子形式存在少数以化合物形式存在Ca形成骨骼和牙齿；过多，肌无力；过少，小朋友佝偻病，中老年骨质疏松、痉挛Fe形成血红蛋白：缺铁性贫血症Mg形成叶绿素：缺Mg叶绿素合成受阻，影响光合作用Zn形成酶：缺Zn，生长发育不良（侏儒症），性腺功效受阻I形成甲状腺激素：缺I，甲状腺肿大，小朋友智力和体格发育出现障碍功效构成细胞某些复杂化合物的重要构成成分维持细胞和生物体的生命活动维持细胞正常形态和功效；细胞的吸水和失水实验维持细胞渗入压平衡：水盐平衡，Na+、Cl-维持细胞外液的渗入压平衡；K+维持细胞内液的渗入压平衡维持细胞的酸碱平衡：稳态平衡，NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4维持血浆的酸碱平衡验证跨膜运输植物细胞对矿质元素的吸取方式为主动运输高等动物神经冲动传导过程中，静息时，K+外流；兴奋时Na+内流；均为协助扩散

2.4蛋白质元素：CHONSCHO区别元素：N。含量较稳定，普通约为16%；计算，蛋白质含量=6.25·蛋白氮，6.25为16%的倒数R基中的元素：多有S地位作用生命活动的重要承当者占细胞鲜重最多的有机物：第二多的化合物占细胞干重最多的化合物、有机物：50%以上构造构成单体：氨基酸种类：20。分为必需和非必需构造通式：C2H4O2NR；H2N-CHR-COOH数量上：每种氨基酸最少有一种氨基(-NH2)和一种羧基(-COOH，甲酸形成）位置上：中心碳，并且氨基和羧基连在同一种碳原子上（氨基酸定义的由来）；这个碳原子还连接一种氢原子和一种侧链基团（R表达）；各基团可随意变换位置（立体的空间构造，角度问题）区别在于R基不同：最简朴的氨基酸的R基为-H，即甘氨酸演化过程：甲烷→两个-H元素被-NH2和-COOH取代→另一种-H被-R基取代→保存一种-H多肽结合方式脱水缩合肽键：—CO—NH—肽链：二肽、多肽（数字以中文表达）；环状肽是由首尾的氨基、羧基反映形成方式中心碳上，—COOH脱下氧、氢，—NH2脱下氢R基普通不参加反映：-S-S-（二硫键）是由R基上2个-SH脱去2个H形成；R基间氨基、羧基反映形成肽键构造氨基酸：种类不同；数目成百上千；排列次序千变万化（n种氨基酸形成m肽，若多个氨基酸数目无限，则形成m肽的种类为：nm；n种氨基酸形成m肽，若多个氨基酸数目唯一，则形成m肽的种类为：n！）肽链：肽链空间构造千差万别计算n个氨基酸形成的m条肽链要脱去n-m个水分子，形成n-m条肽键蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子量－水的分子量×失去的水分子数如果每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为n·a-18(n-m)二硫键：K对—SH形成K个—S—S—，同时去掉2K个H。蛋白质的相对分子质量为n·a-18(n-m)-2K最少含有的氨基（羧基）数＝肽链数＝m实际含有的氨基（羧基）数=m+R基中游离数N原子数=氨基酸数n+R基中N原子数=n+RN=键+m+RNO=键+2m+ROC=2n+RCH=键+3m+n+RH环状多肽：n=肽键=水（计算时把环当成0，即m=0）多聚体：蛋白质方式：α盘曲；β折叠水解：水做反映物，酶催化；分解成氨基酸或肽链；脱水缩合的逆反映；形成多聚体耗能，水解不耗能类型首端/尾端肽键水解酶：按照首/尾端开始，逐个水解；最后形成单个氨基酸某氨基酸的羧基/氨基端肽键酶：只水解特定的氨基酸的羧基/氨基端的肽键；最后形成氨基酸或多肽某氨基酸的两侧肽键酶：水解两侧肽键，使其成游离的氨基酸；最后形成氨基酸或多肽肽键水解：单个氨基酸变性：高温，强酸/碱，重金属盐等变化空间构造功效构造蛋白：构成细胞和生物体功效蛋白：催化作用：绝大多数酶运输作用：载体、血红蛋白调节生命活动：激素免疫作用：抗体运动作用：肌动蛋白识别作用：糖蛋白（只在细胞膜外）能源物质：糖局限性时，供能不同蛋白质/酶可起相似的作用，但效果不同因素：蛋白质的空间构造不同，或氨基酸的排列次序不同物质鉴定取材：大豆组织研磨液或蛋清稀释液试剂：双缩脲，本质：与肽键反映。∴变性的蛋白质也可发生显色反映现象：紫色备注：AB液先后加；A:0.1g/ml的NaOH，发明碱性环境；B:0.01g/ml的CuSO4，不能过量；过量B液会使溶液呈蓝色，掩盖紫色 2.5核酸元素：CHONP；区别元素：N、P地位作用：DNA是重要的遗传物质全部生物中，核酸是遗传信息的携带者；DNA是重要的遗传物质含有细胞构造的生物中，DNA才是细胞的遗传物质现有DNA也有RNA时，DNA作为遗传物质携带遗传信息；DNA病毒，遗传物质在DNA中RNA病毒，遗传信息在RNA中在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中含有极其重要的作用分类：DNA-脱氧（核糖）核酸；RNA-核糖核酸构造构成单体：核苷酸种类：由五碳糖、碱基种类决定脱氧(核糖)核苷酸：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核糖核苷酸：腺嘌呤核糖核苷酸；鸟嘌呤核糖核苷酸；胞嘧啶核糖核苷酸；尿嘧啶核糖核苷酸构造通式：1:1:1=磷酸:五碳糖:含氮碱基相似点：磷酸；含氮碱基共有AGC异同点：五碳糖。DNA：脱氧核糖；RNA：核糖。含氮碱基：DNA：T；RNA：U多聚体：核酸结合方式脱水缩合形成磷酸二酯键方式：三号碳脱去-OH，磷酸脱去-H；DNA，两条反向链，碱基互补配对，A=T，G≡C（越多构造越稳定），嘧啶数=嘌呤数；RNA，单链多样性与特异性：核苷酸的种类、数量、排列次序不同，且特定计算：一条链由n个碱基构成，则有4n生物类别与核酸生物类别遗传物质核酸种类核苷酸种类碱基种类细胞生物真核生物DNA2种，DNA和RNA8种5种原核生物非细胞生物DNA病毒1种，DNA4种4种RNA病毒RNA1种，RNA4种4种物质分布取材：人的口腔上皮细胞、洋葱表皮细胞试剂：0.9%生理盐水，维持细胞渗入压，保持细胞正常形态8%盐酸：变化细胞膜通透性，加速染色，使蛋白质与DNA分离吡罗红甲基绿染色剂：现用现配，混合使用（亲合力不同，染色不同；若单独使用，则DNA、RNA均染色，无法分辨）蒸馏水：配制药品；冲洗载玻片上的盐酸（每种染色剂都有其特定的pH值）现象：细胞核绿；细胞质红操作：取材制片（滴→漱→刮→涂→烘）→水解（质量分数为8%的盐酸，30℃保温5min）→冲洗→染色→观察（先用低倍镜找到染色均匀、色泽较深的区域；再用高倍镜观察具体的分布）结论：真核细胞的DNA重要分布在细胞核中：线粒体、叶绿体含少量RNA重要分布在细胞质中备注制片：选材不可用红细胞——无细胞核；不可用有色细胞——颜色干扰；0.9%的NaCl溶液，保持细胞形态嗽口：避免混杂食物碎屑烘干：快速杀死细胞，避免溶酶体对核酸的破坏；为了固定装片；要在酒精灯火焰上来回移动，避免受热不均而破裂；烘干至细胞吸附住即可水浴：受热均匀，充足水解；时间太长会破坏细胞；太短会水解不充足冲洗：用缓水流，避免细胞被水冲走（知识联想：酿酒时冲洗葡萄）；同时洗去HCl，以免对染色进行干扰观察：高倍镜物质鉴定：DNA溶液（溶于蒸馏水或2mol/L的NaCl溶液中）+二苯胺→（沸水浴）→蓝色

2.6糖类元素：只有CHO地位作用生命活动的重要能源物质：70%的生命活动细胞和生物体的构造成分构造构成碳水化合物：Cn(H2O)m；不是H:O=2:1就是糖，如CH2O（甲醛）；不是全部糖H:O=2:1，脱氧核糖：C5H10O4；不是全部糖都甜，单糖、二糖普通有甜味；不是有甜味的都是糖，人造甜味剂单体：单糖六碳糖：C6H12O6葡萄糖，存在于动、植物中，细胞中重要能源物质；果糖，存在于植物中，提供能量半乳糖：存在于动物中，提供能量五碳糖：构成核酸成分；分类，核糖C5H10O5，脱氧核糖C5H10O4二糖：C12H22O11分类：麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖，存在于植物中；蔗糖=葡萄糖+果糖，存在于植物中；乳糖=葡萄糖+半乳糖，存在于人和动物中功效：水解成单糖而供能多聚体：多糖：(C6H10O5)n，生物体内的糖类绝大多数为多糖，高中课本只研究由葡萄糖构成的多糖；糖蛋白中是另一种多糖淀粉，存在于植物中，储存能量。水解：淀粉→麦芽糖→葡萄糖。消化：淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原（多出的葡萄糖）→脂肪糖原：存在于人和动物中；肝糖原，有氧呼吸分解为葡萄糖，储存能量，调节血糖；肌糖原，无氧呼吸分解为乳酸，分解供能纤维素：存在于植物中；植物细胞壁的成分；很难被消化，借助微生物的协同作用分类能否被水解及水解产物多少：单糖、二糖、多糖来源和归属：动植物共有：脱氧核糖、核糖、葡萄糖动物特有：半乳糖；乳糖；糖原植物特有：蔗糖、麦芽糖；淀粉、纤维素功效能源物质：葡萄糖储能物质：淀粉、糖原构造物质：脱氧核糖、核糖、纤维素参加信息交流：糖蛋白与否含有还原性还原糖：葡萄糖、果糖、半乳糖；麦芽糖、乳糖非还原糖：蔗糖；淀粉、纤维素、糖原物质鉴定还原糖取材：还原糖含量高、白色或近于白色的植物组织，如苹果、梨的匀浆试剂：斐林试剂，甲:0.1g/ml的NaOH；乙:0.05g/ml的CuSO4现象：浅蓝色→棕色→砖红色沉淀备注：甲乙液等量混合；50-65℃水浴加热；沉淀淀粉取材：马铃薯的匀浆试剂：碘液（棕红色）现象：蓝

2.7脂质元素CHO区别元素：只有磷脂中含P、N特点：存在于全部的细胞中，是构成细胞和生物体的重要有机化合物O的含量远远少于糖类：∴与糖原相比，体积小；∴氧化分解（即细胞呼吸）时，与糖原相比，耗氧多而H的含量多于糖类：∴氧化分解时，与糖原相比，耗氧多，生成水多，供能多，呼吸商不大于1溶于有机溶剂：丙醇，乙醚，氯仿不是生物大分子种类脂肪功效贮存脂质脂肪是细胞内良好的储能物质：氧化分解时，相比糖原，体积小（O含量少，∴1/5的体积），耗氧多（∵H含量高→呼吸商不大于1），生成水多（H含量高），供能多（2倍多的能量∵H含量高）绝热体、保温，缓冲和减压，保护构成=1甘油分子+3脂肪酸鉴定取材：花生种子试剂：苏丹III；现象：橘黄色；苏丹IV，现象：红色需要高倍镜观察；50%酒精：去浮色（染液能溶解于酒精中）磷脂：构造脂质；构成细胞膜和细胞器膜固醇：活性脂质胆固醇：细胞膜的重要构成成分，分布在磷脂双分子层内部；参加血液中脂质的运输；阳光下转换为维生素D性激素：能增进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；维持第二性征维生素D：增进人和动物肠道对钙和磷的吸取2.8糖、脂、蛋白质植物体内形成种子、果实时糖类经脱水缩合转换为淀粉或脂肪气温下降：再转换成糖类，供能抗寒，口感变甜种子萌发时方式淀粉或脂肪：水解为糖类