第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
第五节 细胞中的无机物
2

组成细胞的化合物
水
第1节　细胞中的元素和化合物　细胞中的无机物
组成细胞的元素
无机盐
实验专题探究
1、组成细胞的元素
大量元素：
微量元素：
基本元素：
最基本元素：
主要元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
C 、H、O、N
C、H、O、N、P、S
C
一、组成细胞的元素和化合物
构成细胞的化合物
无机
化合物
有机
化合物
水
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
2、组成细胞的化合物
3、细胞中的元素和化合物的含量
细胞鲜重时 的含量最高,其次是C、H、N等; 细胞干重时 的含量最高,其次是O、N、H等
C
O
(1)元素
(1) 化合物
细胞鲜重时含量最高的化合物是 ,其次是 等
细胞干重时含量最高的化合物是 ,其次是 等
水
蛋白质
在鲜重下氧元素最多的原因是水在细胞中含量最多
（1）蛋白质
（2）糖类
（3）脂质
（4）核酸
4、细胞中有机物的元素组成
C、H、O、N（Fe、S）
C、H、O
C、H、O（N、P）
C、H、O、N、P
5、生物界与非生物界的关系

(1)组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到——

(2)组成生物体的化学元素在生物体内与无机自然界中的含量相差很大——差异性
统一性
9．当显微镜的目镜物镜均为10×时，在视野范围内细胞数量为64个细胞。若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可以看到的细胞数量为（ ）
A.2个 B.4个 C.16个 D.32个
10.当显微镜的目镜物镜均为10×时，在视野直径上有64个细胞排成一行。若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可以看到这行细胞中的（ ）
A.2个 B.4个 C.16个 D.32个
B
C
1、下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是(　　)
A．在任何活细胞中数量最多的化学元素都是氧
B．在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是：蛋白质、水、脂质、无机盐、糖类、核酸
C．在活细胞中的各种化合物与食物中的各种成分相同
D．在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别
答案：D
例2.(2009年上海高考)下列有机化合物中,只含有C、H、O三种元素的是(　    )
A.氨基酸　 　B.核苷酸　　
C.脱氧核糖　　D.磷脂
答案：C
例3、如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是
A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是aB．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的b C．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、ND．图2中含量最多的元素是a，数量最多的也是a
答案：D
1．细胞中的水
(1)含量
二、细胞中的水和无机盐
A 细胞中含量最多的化合物
B 不同的生物体内水的含量差别很大
C 生物体不同的生长发育阶段水的
含量不同
D 同一生物不同器官水的含量也不同
（2）细胞中水的存在形式和作用
结合水
自由水
二、细胞中的水和无机盐
组成细胞结构
运输营养物质和代谢废物
良好的溶剂
参与生化反应
为细胞提供液体环境
血浆、组织液、淋巴
ATP水解、光合作用、呼吸作用
细胞中水的产生和利用（金榜P8）
（4）自由水和结合水的比值大小与细胞代谢程度和抗逆性的关系
自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆（抗寒、抗热、抗旱）能力越弱；反之，代谢越弱，抗逆能力越强
（3）自由水与结合水在一定条件下可以相互转化
自由水 结合水
代谢加快
代谢减慢
4、2009年春我国许多地方出现旱情，影响农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是 (   )
①越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件
②细胞内水含量降低是细胞衰老的特征之一
③癌细胞中自由水含量较正常的细胞低
④当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉
A．①④ B．①③ C．③④ D．②④
答案：C
5、（2010年广雅中学模拟）关于水在人体内的生理作用，下列叙述正确的是（ ）
A.膝跳反射的兴奋传导离不开水
B.基因表达的翻译过程没有水生成
C.用于留种的晒干种子中不含自由水
D.结合水的比例越大，人体细胞的代谢活动越旺盛
答案：A
2、细胞中的无机盐
1.存在形式：主要以_________ 存在。
2.功能
（1）某些复杂化合物的组成成分；
（2）维持细胞和生物体的_________；
（3）维持细胞内_______________。
渗透压和酸碱平衡
离子形式
生命活动
血红蛋白、叶绿素
血钙浓度低
元素缺乏与疾病的相关性：
缺Fe：
人体患贫血；果树患黄叶病
缺Ca：
成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
缺I：
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺B：
华而不实（只开花不结果）
缺Zn：
影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
7.（2010年惠州八中模拟）微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实（ ）
Ａ.缺Mg时叶片变黄
Ｂ.油菜缺Ｂ时只开花不结果
Ｃ.动物血液中钙盐的含量太低会抽搐
Ｄ.缺Ｐ会影响ATP的合成
答案：B
例8、下列关于无机盐的叙述,错误的是( )
A.细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用
B.Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响光合作用
C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿
D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
答案：C
第二节 生命活动的主要承担者—蛋白质
23
二、蛋白质的功能
一、蛋白质的结构及其多样性
三、蛋白质合成过程中的相关计算
一、蛋白质的结构及其多样性
1、蛋白质的基本组成单位
氨基酸
氨基酸的结构通式：
20种
可能含有P、S、羧基和氨基
结构通式
氨基酸结构要点：
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_______________决定。
R基（侧链基团）
判断下列哪些是构成生物体蛋白质的氨基酸
1.关于生物体内氨基酸的叙述正确的是( )
A.氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成

B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是

C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D.组成人体的氨基酸都能在人体内合成
答案：B
2、下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有( )

A.2种　　B.3种　　C.4种　　D.5种
答案：B
有-CH3、-H和-CH2CH3三种R基
氨基酸的结构通式：
2、蛋白质的形成过程
2、蛋白质的形成过程
写出肽键的结构式
H2O中的H和O来自于哪里（什么基团）？
若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫什么？
一条肽链上至少有几个游离的氨基和几个游离的羧基？
脱水缩合 核糖体
3、蛋白质的结构多样性的原因
原因
氨基酸：种类、数量、 排列顺序不同
多 肽：数量和空间 结构不同
二、蛋白质的功能
结构蛋白：
功能蛋白：
构成生物体
催化、运输、免疫、调节
三、蛋白质合成过程中的相关计算
1、肽链中肽键数和脱去水分子数的关系。
2、氨基酸数目与肽链数目及肽键数的关系。
3、游离的氨基数目和肽链数目的关系。
1.肽键数、脱去水分子数、蛋白质相对分子质量的计算假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链:
2.蛋白质中氨基或羧基数的计算（金榜P12）
(1)至少含有的游离氨基(或羧基)数目=肽链条数。
(2)游离氨基(或羧基)数目
=肽链数+R基中氨基(或羧基)数
=各氨基酸中氨基(或羧基)的总数-肽键数。
3.多肽中原子数计算（金榜P12）
(1)H原子数=各氨基酸的H原子数之和-2×脱水数。
(2)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸的O原子数之和-脱水数。
(3)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子数之和。
同理,其他原子的计算方法是:多肽中的原子数=各氨基酸的相应原子数之和。
3、现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸缩合成6条多肽链时共含有—NH2个数是（ ）
A.6 B.12 C.22 D.100
答案：B
4、下列有关蛋白质的叙述，正确的是（ ）
A.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
B.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质
C.由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中至少有n+m个氧原子
D.细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
答案：C
5、下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是
A.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是C5H11O2NS
B.组成蛋白质的氨基酸的一个氨基和一个羧基必须连接在同一个碳原子上
C.n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一条多肽中的氨基数必为m-n
D.甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是一种二肽
m-n+1
答案：C
【环状多肽】
环状多肽主链中无游离的氨基和羧基，环状多肽中游离氨基或羧基数目取决于构成环状多肽氨基酸R基中的氨基和羧基的数目,如图所示。
【蛋白质中的二硫键】

蛋白质分子中除了肽键外,还含有其他化学键,如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的,形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质相对分子质量时除减去H2O的相对分子质量外,还应考虑脱去H的相对分子质量。
6．免疫球蛋白IgG的结构示意图如右。其中—s—s—表示连接两条相邻肽链的二硫链。若该lgG由m个氨基酸构成，则该lgG有肽键数
A．m个 B．（m+1）个
C.（m—2）个 D．（m—4）个
答案：D
7、某蛋白质的结构示意图如图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生成的肽键数和减少的相对分子质量分别为

A．m个、18m
B．(m－4)个、18(m－4)
C．(m－3)个、18(m－3)＋4
D．(m－2)个、18(m－2)＋4
答案：D
第3节 遗传信息的携带者——核酸
第4节 细胞中的糖类和脂质
46
第三节 遗传信息的传递者-----核酸
学习目标：
１、DNA和RNA的异同
2、核酸的基本组成单位
3、核苷酸的排列顺序与遗传信息
1、基本组成单位—核苷酸
核苷酸
五碳
糖
磷酸
碱基
一分子核苷酸＝一分子 +　
一分子 +
一分子 。
五碳糖
含氮碱基
磷酸
一、核酸的结构和功能
五碳糖不同
DNA
RNA
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
DNA
RNA
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
2、核酸的分类
核苷酸链
3、核苷酸分子的连接：
一般DNA由 条核苷酸链组成
而RNA由 条核苷酸链组成
2
1
遗传信息
4、核酸的功能
是细胞内携带__________的物质，在生物体的遗传、变异和_____________的生物合成中具有极其重要的作用。
蛋白质
DNA与RNA的比较
DNA
RNA
分布
细胞核内染色体上（主要）、线粒体、叶绿体
细胞质内（主要）、线粒体、叶绿体
基本组成单位
脱氧核苷酸(4种）
核糖核苷酸（4种）
碱基种类
A、G、C、T
A、G、C、U
五碳糖种类
脱氧核糖
核 糖
结构
单链结构
双螺旋结构
功能
①作为遗传物质：只在RNA病毒中
②参与蛋白质合成：传递遗传信息(mRNA)，组成核糖体(rRNA)，运输氨基酸(tRNA)
③催化作用：酶的一种
携带遗传信息
控制生物性状
4
4
8
小结
核酸的碱基的种类有 种
5
1.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子
化合物a构成了化合物b，如图所示，
则叙述正确的是(　　)
A.若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B.若a为核糖，b则为DNA的基本组成单位
C.若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D.在人和SARS病毒体内，化合物b都含有8种
C
2.(2008·广东高考)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是(　　)
A.在细胞内存在的主要部位相同
B.构成的五碳糖不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.构成的碱基相同
答案：B
由10个脱氧核苷酸组成的一条DNA单链最
多有_______不同种类。
410
5、 遗传信息：
核酸中核苷酸的排列顺序（碱基排列顺序）就代表着遗传信息
多样性：核苷酸的种类、数目和 排列顺序不同。
特异性：不同生物个体具有不同的DNA
3.由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是( 　)
A.氨基酸、葡萄糖、碱基　　
B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.核糖、碱基、磷酸
D.脱氧核糖、碱基、磷酸
C
4、由碱基A、C和T可以组成的核苷酸种类是( )
A.8 B.5 C.6 D.3
B
5.(2008·海南高考)下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是
A.核苷酸的组成种类
B.核苷酸的连接方式
C.核苷酸的排列顺序
D.核苷酸的数量多少
答案：B
核酸的分类
二、核酸在细胞中的分布
1.材料：人的口腔上皮细胞
原因：人的口腔上皮细胞有细胞核，易取，细胞和细胞之间很容易分离。
2.试剂：
a.0.9%的NaCl溶液：
b.8%的盐酸：

c.蒸馏水：
d.
3.现象：对DNA、RNA的亲和力不同
甲基绿、吡罗红混合染色剂
保持口腔上皮细胞正常形态
①改变细胞膜的通透性；②使染色质中DNA与蛋白质分离
①配置染色剂；②冲洗载玻片
真核细胞：
DNA：主要在细胞核（染色质）。细胞质中的线
粒体和叶绿体中也含有少量的DNA。
RNA：主要在细胞质（线粒体、叶绿体、核糖体）
细胞核中也有少量的RNA
原核细胞：DNA分布在拟核、质粒。
4、过程：①制片（含烘干）②水解
③冲洗 ④染色 ⑤观察
5、结果
7、在“观察DNA和RNA在细胞中分布”的实验中，下列说法正确的是
A.染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液
B.用8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解
C.酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏
D.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子
[答案]　C
注意
1、RNA分为3种：mRNA 、tRNA、rRNA
2、在同一个生物的不同细胞中DNA相同，但mRNA不同，tRNA相同，蛋白质不同，这是基因选择性表达的结果。
3、蛋白质的多样性原因中有空间结构的不同，但核酸没有
4、蛋白质和RNA都可能有催化功能，但DNA没有
5、DNA、RNA彻底（完全）水解和初步水解产物不同
有关生物体的遗传物质
①所有的细胞生物都是以DNA作为遗传物质的。
②病毒只有一种核酸；多数病毒的遗传物质是
DNA，少数的病毒的遗传物质是RNA(如HIV、
SARS和烟草花叶病毒等)
三、蛋白质与核酸的联系
1、蛋白质的合成受DNA控制，直接模板是mRNA
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
聚合
聚合
DNA
RNA
蛋白质
C、H、O、N等 氨基酸
2、DNA的复制、转录和翻译等过程要有蛋白质参与
解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶
一、概述糖类的种类和作用
二、举例说出脂质的种类和作用
三、生物大分子以碳链为骨架
第4节 细胞中的糖类和脂质
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物质

单糖、二糖、多糖
单糖概念:
不能水解的糖类叫单糖
二糖概念:
由两分子单糖脱水缩合而成的糖类叫二糖
多糖概念:
由多个分子单糖脱水缩合而成的糖类叫多糖
葡萄糖
果糖
半乳糖
细胞中都有
细胞中都有
细胞中都有
植物细胞中
动物细胞中
组成RNA的成分
组成DNA的成分
主要的能源物质
提供能量
提供能量
1.单糖：
不能水解的糖。
麦芽糖
蔗糖
乳糖
都能提供能量
2.二糖：
由两分子的单糖脱水缩合而成。
植物细胞中
（发芽的小麦、谷粒中含量丰富）
植物细胞中
（甘蔗、甜菜中含量丰富）
动物细胞中
（人和动物乳汁中含量丰富）
麦芽糖
蔗糖
乳糖
淀粉
纤维素
肝糖原
肌糖原
植物粮食作物的种子、变态茎或根等储藏器官中
植物细胞的细胞壁中
动物的肝脏中
动物的肌肉组织中
储存能量
支持保护细胞
储存能量，调节血糖
储存能量
3.多糖：由许多的单糖分子连接而成。
构成它们的基本单位都是葡萄糖！
4、单糖、二糖和多糖的转化过程
单糖
二糖
多糖
不能水解但能氧化分解
水解
水解
脱水缩合
脱水缩合
5、糖的生理功能：
①提供能量:
人体所需能量的70%以上是由糖氧化分解供应的;

②糖也是组织细胞的重要组成成分:
核糖和脱氧核糖是细胞中核酸的成分；
纤维素是植物细胞壁的主要组成成分
糖分类
①按其归属分类
动植物细胞共有的糖：
动物细胞特有的糖：
植物细胞特有的糖：
知识总结
核糖、脱氧核糖、葡萄糖
糖原、乳糖、半乳糖
果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
②按功能分类
细胞生命活动的主要能源物质：
细胞中的储能物质：
参与生物细胞构成的物质：
葡萄糖
淀粉、糖原
核糖、脱氧核糖、纤维素
③按化学性质分类
还原性糖：
单糖中的葡萄糖、果糖，
二糖中的麦芽糖（斐林试剂）
非还原糖：
蔗糖，淀粉，纤维素，糖原等
A
二、细胞中的脂质
1. 组成元素：主要是C、H、O，有些含有N和P
2. 种类及功能
不溶
于水

溶于
有机
溶剂：
丙酮、
氯仿、
乙醚
动物的
皮下、
内脏器官
人和动物的
脑、卵细胞、
肝脏及大豆
储能物质
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
人体内参与脂质运输
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
糖类和脂质的比较
CHO
CHO（NP）
单糖、二糖、多糖
脂肪、磷脂、固醇
叶绿体、高尔基体、肝脏和肌肉
主要是内质网
1.主要能源物质
2.构成细胞结构，如糖被、细胞壁
3.核酸的组成成分，如核糖
1.生物体的储能物质如脂肪
2.构成生物膜的重要成分如磷脂
3.调节新陈代谢和生殖，如性激素
糖类与脂肪
元素组成：

氧化分解时耗氧量：

细胞内良好的储能物质：

主要的能源物质：
都只有C、H、O，都能氧化分解 产生CO2和H2O，同时释放能量。
脂肪>糖类（脂肪中H的含量远远高于糖类）
脂肪（同质量的储存的能量是糖类的2倍多）
糖（生命活动的70%能量来自糖类）
注意
1.并非所有的糖都是能源物质，
如核糖、纤维素等不参与氧化分解供给能量。

2.糖类、脂肪、蛋白质都储存有大量化学能，都能被氧化分解，是能源物质。

3.三大能源物质供能顺序：
糖类、脂肪、蛋白质

4.直接能源物质是
ATP
A
三、生物大分子以 碳 链为骨架
1、单体
是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。
2、多聚体
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
6．下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是 A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一 B．糖原代谢的最终产物是葡萄糖 C．蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖 D．脂肪和生长激素是生物体内的能源物质
A
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
斐林试剂
砖红色沉淀
橘黄色
双缩脲试剂
紫色
实验原理：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。如下表
7、（2009年广东卷）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.①③ B.②③ C.①④ D.②④
D
8、下列关于操作步骤的叙述中，正确的是 （  ）
A．  用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．  花生子叶脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
C．  鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液
D．  用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，必须现混现用
B
9、在生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择叙述中，错误的是 （ ）
A．  甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近于白色，因此可用于进行可溶性还原糖的鉴定
B． 花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C． 大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D．  鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料
A
常用染色剂及其作用
砖红色（50-60℃）水浴加热）
橘红色（红色）
紫色
绿色
红色
蓝绿色
灰绿色
由蓝变绿再变黄
浅蓝色
（沸水浴加热）