第2章 组成细胞的分子
考试要求
1．组成生物体的化学元素及其作用。能够识记组成生物体的化学元素及其重要作用；理解生物界与非生物界的统一性和差异性。
2．组成生物体的六类化合物及其作用。能够理解水和无机盐存在的形式及生理作用；理解糖类和脂质的分类、元素组成和重要生理功能；理解蛋白质和核酸的组成元素、基本单位、结构和生理功能。
知识网络
化学
元素
功能
化合物
无机物
无机盐
水
存在形式
功

能
有机物
种类
大量元素
微量元素
基本元素
糖 类
脂 质
蛋白质
核 酸
元素组成
分 类
功 能
元素组成
基本单位
生物合成
分子结构
主要功能
四类有机物的鉴定实验
一、组成生物体的化学元素
1．组成生物体的化学元素的大致分类：
K Ca Mg
H O N
P S
Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
基本元素 主要元素 大量元素 微量元素
最基本元素
微量元素在生物体内的含量虽然极少，却是维持正常生命活动不可缺少的。
2．生物界与非生物界，以及不同的生物在元素组成上的统一性和差异性的表现：
鲜重含量最高的四种元素依次是：
干重含量最高的四种元素依次是：
3.化学元素能参与生物体物质的组成或能影响生物体的生命活动:
创新设计P13
二.组成细胞的化合物（教材P17表格）
结论：在细胞中
鲜重中含量最多的化合物——
干重中含量最多的化合物——
含量最多的有机化合物——
O、C、H、N
C、O、N、H
细胞中的无机物
水的存在形式： 。
含水量多少的一般规律：
水的生理作用：
△细胞中产生水的结构（场所）以及相应的代谢过程：
△利用水的主要代谢过程及其场所：
△水与种子萌发；水与种子贮存。
创新设计P13
细胞中的无机盐：
细胞中大多数无机盐以 的形式存在，其含量很少，
重要作用：①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，如　是血红蛋白的主要成分， 是叶绿素分子必需的成分；
②许多无机盐离子对于　　　 　　　有重要作用，如血液中　　　　含量太低就会出现抽搐现象；
③无机盐对于维持细胞的　　　　　 和　　　　　 也很重要。
思考：
患急性肠炎的病人脱水时要补充输入
高温作业大量出汗的工人要多喝
1、夏季，人在高温作业或剧烈活动后，要喝淡盐水；在患急性肠胃炎时，要及时注射生理盐水；不慎受外伤后，用0．9％的盐水清洗伤口。这样做的主要目的依为
①降温 ②维持水代谢的平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④消毒 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A. ①②④ B．③②⑤
C．②③⑤ D.②③④
B
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理：某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物，产生特定的颜色反应。
斐林试剂
砖红色沉淀
碘
蓝色
双缩脲试剂
紫色
苏丹Ⅲ染液/苏丹Ⅳ染液
橘黄色/红色
创新设计P16
思考1．做可溶性还原性糖鉴定实验应选择什么样的实验材料？为什么？
思考2．做脂肪的鉴定实验应选择什么样的实验材料？
选用含糖较高，而且组织的颜色较浅，或近于白色的，如苹果、梨。避免干扰或影响实验结果的正常颜色。
思考3．脂肪鉴定中用到酒精溶液，它起什么作用？
应选富含脂肪的种子，以花生种子为最好，实验前一般要浸泡3~4小时（也可用蓖麻种子）。
洗去浮色
思考5．斐林试剂与双缩脲试剂相同吗？为什么？
思考4．做蛋白质的鉴定实验应选择什么样的实验材料？
可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清。
不同；虽然它们的成份都是NaOH溶液和CuSO4溶液配制而成，但它们的溶液浓度不同，使用的原理不同（斐林试剂实质是新配制的Cu ( OH ) 2与还原性糖发生反应，而双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2+与肽键发生反应），使用的方法也不同。
思考6. 几个实验中哪个使用了显微镜？
脂肪的鉴定
生命活动的主要承担者—蛋白质
1.氨基酸的结构通式
2.氨基酸的脱水缩合
3.蛋白质的结构及其多样性
4.蛋白质的合成和相关计算
5.蛋白质的功能
知识点分析：
元素组成:
C、H、O、N

其它元素：
基本单位：
种类：
通式：
化学结构：
多个氨基酸脱水缩合形成肽键
呈链状结构，又叫肽链，有一定的氨基酸序列
空间结构：
肽链通过一定化学键连接
盘曲、折叠形成空间结构
具生物活性、多样性
脱水缩合
蛋白质
C、H、O、N等
基本元素：
Zn、S、Fe等
氨基酸
20种
多肽（肽链）
形成：
特点：
蛋白质分子
连接：
形成：
特点：
蛋白质空间
结构多样性
氨基酸种类不同；
氨基酸数目不同；
氨基酸排列顺序不同；
肽链的空间结构不同
蛋白质功能多样性：
蛋白质
细胞的结构成分：染色体蛋白、核糖体蛋白
运载功能：膜上载体蛋白
运输功能：运输氧气的血红蛋白
运动功能：肌动蛋白 肌球蛋白
催化功能：催化各种化学反应的酶
调节功能：蛋白质类激素
免疫 识别功能：抗体 糖蛋白
创新设计 P20
人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，为什么这两种细胞的功能却完全不同？
肌球蛋白
血红蛋白
蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性
1.不同生物体内蛋白质的种类不同，根本原因是不同生物体内的遗传物质不同控制合成的蛋白质不同。
2.同一生物体内不同细胞内蛋白质有差异，根本原因是基因进行选择性表达的结果。
蛋白质的变性：教材P23
原因是破坏了蛋白质的空间结构
氨基酸的脱水缩合
蛋白质空间结构
氨基酸形成蛋白质的相关问题
创新设计 P19~20
遗传信息的携带者—核酸
(1)功能：一切生物的 ，在生物体的遗传、变异和 中具有极其重要的作用。
(2)组成元素：
(3)组成单位：
(4)种类：
C、H、O、N、P
遗传物质
蛋白质的生物合成
DNA的基本单位
核酸种类、分布、主要区别及主要功能
脱氧核糖核酸
核糖核酸
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
相同
A、G、C、T
A、G、C、U
五碳糖的不同
主要在细胞核中，细胞质的线粒体、叶绿体中也有少量
主要在细胞质中的细胞质的线粒体、叶绿体、核糖体中
与蛋白质构成染色体，是细胞核和细胞质中的遗传物质
在细胞生物中不作为遗传物质，为蛋白质的合成服务
同一个体不同细胞的细胞核中种类、含量相同 、稳定
同一个体不同细胞中含量和种类相差很大，一般不同
思考：
若是在含有DNA和RNA的生物体中，则碱基种类为 种；核苷酸种类为 种。
DNA的碱基种类为 种；脱氧核糖核苷酸种类为 种。
RNA的碱基种类为 种；核糖核苷酸种类为 种。
组成人体细胞的核酸有 种。
组成细菌细胞的核酸有 种。
组成人体细胞的核苷酸有 种。
组成细菌细胞的核苷酸有 种。
组成人体细胞的碱基有 种。
组成细菌细胞的碱基有 种。
组成噬菌体的核酸有 种。
组成噬菌体的核苷酸有 种
组成噬菌体的碱基有 种
5
8
4
2
4
4
4
2
8
8
5
5
1
4
4
蛋白质和核酸
①联系：

C
H
O
＋
＋
＋
氨基酸

脱氧核苷酸

蛋白质
RNA
染色体
▲核酸控制蛋白质的合成：
▲蛋白质和核酸均存在物种的特异性，因此，可以在分子水平上为亲子鉴定、罪犯侦查等提供证据。
核糖核苷酸
多肽
DNA
N
N、P
N、P
创新设计 P24
▲DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性之间的关系：
创新设计 P25
②区别
创新设计 P24
▲核酸和蛋白质是生物体内的高分子化合物
1、生物界在基本组成上的高度一致性表现在
①组成生物体的化学元素基本一致 ②各种生物体的核酸都相同 ③构成核酸的碱基都相同 ④各种生物的蛋白质都相同 ⑤构成蛋白质的氨基酸都相同
A. ①③④ B.①③⑤
C．②④⑤ D.①②③
B
2.(2008天津理综.1)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是（ ）
A、具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的
B、高等动物能合成生命活动所需要的20种氨基酸
C、细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是一种蛋白质
D、在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质
D
例题1：安徽阜阳劣质奶粉事件曝光后，有关部门对收缴的劣质奶粉进行了化验,发现不法商人为了降低成本,在其中添加了大量糖类物质,让婴儿喜欢吃却无法得到足够的蛋白质营养。请回答：
(1) 长期以劣质奶粉为主食的婴儿会成为“大头娃娃”，这是由于缺乏蛋白质导致血浆渗透压下降，血浆中的大量水分进入
造成的。
(2) 有些劣质奶粉中含有大量还原糖，如果用斐林试剂鉴定，则该试剂与待测样液在试管中混合均匀后，还必须经过
处理；预计试管内混合液的颜色变化是 。
(3) 如果用双缩脲试剂鉴定劣质奶粉是否含有蛋白质，那么，将待测样液注入试管之后，注入试剂的顺序应该是
。
(4) 如果劣质奶粉含有大量脂肪，则用苏丹Ⅲ染液鉴定时，预计染液与待测样液混合后的颜色是 。
组织液(或组织间隙)
将试管
放进盛有热水的烧杯中加热煮沸(1—2min)
由蓝色变为砖红色
先注入双缩脲试剂A，再注入双缩脲试剂B
橘黄色
实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布
实验原理：
思考题1：甲基绿和吡罗红两种染色剂的作用原理、作用对象与作用结果分别是什么？
思考题2：在本实验中，盐酸起的作用什么？
甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。
盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色休中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
创新设计 P 27
思考题3：可以用绿色植物的叶肉细胞作实验材料吗？为什么？
思考题4：为什么要将口腔上皮细胞置于0.9%的NaCl溶液中制片？用9%的NaCl溶液代替是否可以？为什么？
不行；叶肉细胞中的叶绿体呈绿色，会影响实验观察；
保持细胞原有形态；不行，0.9%的NaCl溶液与人体细胞内液是等渗溶液，如用9%的NaCl溶液代替，则口腔上皮细胞会失水导致形态发生变化。
用低倍显微镜观察：选择染色均匀、色泽浅的区域，移至视野中央，将物像调节清晰。
思考题5：为什么选择染色均匀、色泽浅的区域进行观察？
思考题6：通过该实验你得出的结论是什么？
使观察效果最佳
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中；RNA主要分布在细胞质中。
思考题7：如果用大肠杆菌代替人的口腔上皮细胞作为实验材料，请你依据所学内容，预期实验现象和实验结论分别是怎样的？
细胞拟核区域呈现绿色；细胞质区域呈现红色。原核细胞的DNA主要分布在拟核中；RNA主要分布在细胞质中。
细胞中的糖类
(1)组成元素：由 三种元素组成。
(2)作用：构成 的重要成分，也是细胞的主要 物质。
(3)种类
C、H、O
生物体
能源
(4)单糖、二糖、多糖的关系：两个单糖缩合形成二糖，多个单糖缩合形成多糖，多糖和二糖都可水解形成单糖。
是细胞生命活动所需的能源物质，常被形容为“生命的燃料”。
麦芽糖由 和 构成，在发芽的小麦、谷物中含量丰富。
蔗糖由 和 构成，在甘蔗、甜菜中含量丰富。
乳糖由 和 构成，在人和动物的乳汁中含量丰富。
生物体内的糖类绝大多数以 (C6H10O5)n的形式存在，多糖的基本组成单位都是：
植物细胞中重要的储能物质是 。
动物细胞中重要的储能物质是 。
不能提供能量的多糖是 。
葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖
果糖
半乳糖
多糖
葡萄糖
淀粉
糖原
纤维素
(1)组成元素：主要由 三种组成，有的含 和 等。
(2)种类和功能
①
②

③
细胞中的脂质
C、H、O
N
P
脂肪：储存能量，维持体温恒定，有减少内部器官之间的摩擦和缓冲机械压力的作用。
磷脂是构成生物膜结构(如细胞膜和细胞器膜)的重要成分。
固醇：包括胆固醇、性激素、维生素D等，主要作用是对于生物体维持正常的新陈代谢和生命活动，起着重要调节作用。
细胞中的磷脂和固醇
细胞内常用能源物质：
生物体内的主要能源物质：
生命活动的直接能源：
生命活动的最终能源：
生物体内的储能物质：
植物细胞内储能物质：
动物细胞内储能物质：
葡萄糖（呼吸作用的底物）
细胞中的能源物质、主要能源物质、直接能源物质和高能化合物
糖类
ATP（三磷酸腺苷）
太阳能
脂肪
淀粉
糖原
生物体内的高能化合物除 ATP 外，在动物和人体骨骼肌中还含有磷酸肌酸。当人或动物体内由于能量大量消耗而使ATP过分减少时，磷酸肌酸可把能量转移给 ADP形成 ATP。
生物大分子以碳链为骨架
生物大分子，如蛋白质、核酸、多糖，是由许多基本的组成单位连接而成的长链。这些基本单位称为单体。蛋白质是由许多氨基酸连接而成的，核酸是由许多核苷酸连接而成的，多糖是由许多单糖连接而的。氨基酸、核苷酸、单糖都是有机物，分子中的主要结构是碳链，以碳链为骨架形成单体，单体连接成多聚体，多聚体参与细胞和生物体的形成。因此碳是生命的核心元素。
各种能源物质之间的相互关系