组成细胞的分子.ppt

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1、第二章 组成细胞的分子,本章考点,1. 蛋白质、核酸的结构和功能 2糖类、脂质的种类和作用 3水和无机盐的作用 实验： 4检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 5观察DNA和RNA在细胞中的分布,本章知识结构：,维持生物体平衡,（胆固醇、性激素、维生素D）,液体环境,一、组成细胞的元素,C H O N P S K Ca Mg 等,Fe Mn Zn Cu B Mo 等,最基本的元素,大量元素,微量元素,分类依据： 大量元素：指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。 微量元素：指生物生活所必需的，但是需要量却很少的一些元素。,细胞中常见的化学元素有20多种，各种元素的归属范围可归纳为：,口诀：新木桶

2、碰铁门,（Zn Mo Cu B Fe Mn ）,重要性： 无论是大量的元素还是微量元素，都是生物体所必需的元素，对于维持生物体正常生命活动起到非常重要的作用。,B（硼）： 促进花粉管萌发和花粉管的伸长 缺B，造成植物“花而不实”。,元素缺乏与疾病的相关性：,缺Fe：,人体患贫血；,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Mg：,影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行,生物界与非生物界的统一性和差异性,组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是生命特有的； 生命起源于非生物界；,组成生物体的化学元

3、素在生物体内和自然界中中的含量相差很大； 无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生物体内，各种化学元素有机地结合在一起，才能表现出生命现象。,1、生物界与非生物界的统一性,2、生物界与非生物界的差异性,在人体细胞中，干重时含量最多的元素是 ；鲜重时含量最多的元素是 。,C,o,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）,干鲜细胞对比图,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,组成生物体的化合物:,鲜重含量最多的化合物,鲜重含量最多的有机物,元素的存在形式：大多数以 的形式存在。,化合物,（干重

4、含量最多的化合物）,1、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。 1还原性糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖）中的CHO基团与斐林试剂发生反应，可生成砖红色的（Cu2O）沉淀。 2脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色（或被苏丹染液染成红色）。 3蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与Cu2+作用，生成紫色络合物。） 4、淀粉遇碘变蓝色。,二、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质,3、实验材料的选择,可溶性还原糖材料的选择： 应选择还原性糖含量较高的组织或器官，且组织颜色较浅或接近白色。,如苹果、梨等,脂肪材料的选择： 富含

5、脂肪的种子如花生种子 蛋白质材料的选择：富含蛋白质的生物组织或器官。 植物：大豆； 动物：蛋清 淀粉的鉴定：富含淀粉的生物组织 如玉米浆、马铃薯匀浆,1、制备生物组织样液； 2、向试管内加入2ml待测组织样液； 3、向试管中加入1ml刚配制的斐林试剂 注意：应将甲液、乙液分别配制、存储，使用前才等量混匀。 4、将试管放入盛有5065C温水的大烧杯中，加热约2min，观察颜色的变化。,（1）还原性糖的检测,实验过程：,还原糖 + 斐林试剂砖红色沉淀,浅蓝色,棕色,砖红色沉淀,（1）还原性糖的检测,实验结果：,实验结论：,组织样液中含有还原糖。,（2）脂肪的鉴定,方法一： 向待测组织液中滴加3滴苏

6、丹III染液，观察样液被染色的情况。 方法二： 制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。,1、制备生物组织实验材料 取浸泡过的种子去掉种皮切片选取最薄片 2、在子叶上滴加苏丹III染液，染色23分钟 滴50%酒精溶液，洗去浮色 滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片 观察。,实验过程：,（2）脂肪的鉴定,（2）脂肪的鉴定,实验结果： 实验结论：,观察到呈橘黄色的颗粒,说明组织材料中有脂肪存在。,1、制作生物组织样液 取浸泡过的黄豆，去皮，切成薄片，研碎过滤 2、实验操作方法和观察： 取组织样液 加入双缩脲试剂A 1ml，摇匀 加入双缩脲试剂B 4滴，摇匀 观察试管中出现的颜色变化。,（3

7、）蛋白质的鉴定,实验过程：,（3）蛋白质的鉴定,实验结果： 实验结论：,试管中溶液变成紫色。,组织样液中有蛋白质。,注意事项： 1、A液和B 液也要分开配制、储存，鉴定时先加A液，再加B液； 2、先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性环境，A、B液混装或同时加入，会导致生成 Cu（OH）2而失效。 3、CuSO4不能多加，否则CuSO4的蓝色会影响反应的真实颜色。,（3）蛋白质的鉴定,5、实验操作中的注意事项,6、斐林试剂与双缩脲试剂的比较,可溶性还原糖,蛋白质,甲乙两液等量混匀后立即使用,先加入A液1 mL，摇匀， 再加入B液4滴，摇匀,5065水浴加热,不需加热，摇匀即可,样

8、液变砖红色,样液变紫色,（1）浓度不同。 斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL。 （2）原理不同。 斐林试剂的实质是新配制的Cu（OH）2溶液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2+。 （3）使用方法不同。 斐林试剂是先将NaOH溶液（甲液）与CuSO4（乙液）溶液等量混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液（A液），再滴加CuSO4 （ B液）溶液。,6、斐林试剂与双缩脲试剂的比较,【例1】生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是 （ ） A.只有脂肪的鉴定需要使用显微镜 B.用双缩脲试剂检测蛋白

9、质不需要加热 C.使用斐林试剂最好是现配现用 D.可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀,D,5065水浴加热,【例2】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，正确的是（多选） A、甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且接近于白色，因此可以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。,BCD,三、细胞中的无机物,生物体内含水超过50%，是各种化合物中含量最多的； 不同生物，体内

10、含水量不同；同一生物，不同器官含水量不同。,1、细胞中的水,水在细胞中存在形式,结合水：与细胞内其它物质相结合， 约占细胞内全部水的4.5。,自由水：可以自由流动，以游离形式存在 占细胞内全部水的95以上。,含量,水在细胞中的生理作用,结合水：,是细胞结构的重要组成成分,自由水：,细胞中的良好溶剂 ；参与各种代谢作用； 运输营养和废物；提供液体环境,自由水与结合水的关系,在一定条件下自由水和结合水可相互转化。,代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高 （自由水/结合水比值高，代谢快） 代谢活动下降，抗逆性增强，细胞中结合水含量高 （自由水/结合水比值低，代谢慢）,细胞内自由水和结合水的含量分别与生物体

11、的新陈代谢和抗逆性有关。,刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是 ，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。 把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是 ，这样的种子将不能萌发。,自由水,结合水,细胞中的无机盐,1、无机盐的存在形式 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在： 阳离子：Na+ 、K+、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+、Fe 3+ 等 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 2、无机盐的含量 细胞中的无机盐含量占细胞鲜重的11.5,无机盐是组成细胞内复杂化合物的重要组成部分 正常人体内含铁量约为35 g，是制造血红蛋白的主要

12、原料之一。光合作用不能缺少叶绿素，而镁是叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一。镁对于光合作用有重要意义。 无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有着重要的作用 有些马拉松运动员在比赛进入最后阶段时，下肢肌肉常发生抽搐。这时候抽取他们的血液检验就会发现，他们血液中钙离子的含量低于正常值。 维持生物体的平衡 a渗透压的平衡：Na+、Cl 对细胞外液渗透压调节起重要作用， K+ 则对细胞内液渗透压平衡起决定作用。 b酸碱平衡（即pH平衡）：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响细胞内发生的一切反应，其平衡的维持就依赖于某些无机盐离子的调节。,3、无机盐的生理功能,【例3】苹果含有元素Zn，Zn是形

13、成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果，这说明无机盐离子() A对维持酸碱平衡起重要作用 B对维持细胞形态有重要作用 C对调节细胞内的渗透压有重要作用 D对维持生物体生命活动有重要作用,D,4、医生给病人输液时，常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的NaCl溶液)中，而不是溶解于蒸馏水中。这是因为() A蒸馏水不含营养物质 B无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的 C蒸馏水可增大细胞中自由水比例，使细胞代谢加快，加剧病情 D生理盐水能维持人体内环境渗透压的稳定，防止细胞过度吸水,D,C、H、O、N（P、S）,2、氨基酸,种类：,通式

14、：,结构特点,必需氨基酸,非必需氨基酸,约 种，分,20,和,（基本组成单位）,每种氨基酸分子都含有（） 和（）。 且都有一个氨基和一个羧基连接在上。 氨基酸分子不同，就不同在 。如甘氨酸,丙氨酸,至少,一个氨基,NH2,一个羧基,COOH,同一个碳原子,R基,C,H,COOH,H2N,R,1、组成元素：,3、多肽（肽链）,脱水缩合：,氨基酸的连接方式：,一个氨基酸分子的氨基（NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（COOH）相连接,同时脱去一分子的水的结合方式。,4、蛋白质,盘曲折叠,1条或多条,结构多样性,决定,功能多样性,结构蛋白：如肌球蛋白、肌动蛋白等,催化作用：起生物催化作用，如绝大多数酶

15、,运输作用：如血红蛋白、细胞膜上的载体,调节作用：如胰岛素和生长激素等,免疫功能：免疫过程中产生的抗体,识别作用：如糖蛋白,免疫功能：免疫过程中产生的抗体,识别作用：如糖蛋白,结构蛋白,功能蛋白,蛋白质生命活动的主要承担者,蛋白质是生命活动的主要承担者,H,OH,OH,H,H2O,二肽（含几个氨基酸就叫做几肽）,脱水缩合,连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键.,水中的H来源于 ，O只来源于 。,羧基和氨基,羧基,蛋白质分子结构的多样性,氨基酸种类不同，肽链结构不同,氨基酸数目不同，肽链结构不同,氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同,肽链空间结构不同，蛋白质种类不同,结构的多样性决定功能的多样性,练习

16、： 根据下面图解，回答问题： （1）该图中， 表示 ，表示 ， 表示 。 （2）该化合物由 个氨基酸分子失去 个水分子而形成，这种反应 叫 反应。 （3）该化合物含有 个肽键，该图所示化合物的名称是： 。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由 决定的。,氨基,肽键,羧基,四肽(多肽),三,四,三,脱水缩合,R基,蛋白质合成中的相关计算,形成蛋白质脱去的水分子数 = 蛋白质水解时需要的水分子数 = 蛋白质中肽键的数目 =蛋白质中氨基酸的总数肽链数,蛋白质的相对分子质量 = 氨基酸数氨基酸的平均相对分子质量 脱去的水分子数18（水的相对分子质量）,一条肽链中至少含 有个NH2和COOH,1,m1

17、,m1,ma18（m1）,至少1个,至少1个,mn,ma18（mn）,mn,至少n个,至少n个,【例8】胰岛素是一种蛋白质分子，它含有两条肽链，链含有21个氨基酸，链含有30个氨基酸，二条多肽链通过2个二硫键（二硫键是由2个SH连接而成的）连接，在链长也形成了一个二硫键，其结构如右图。,（1）该分子的51个氨基酸彼此之间是通过_结合而成的；该分子中含有 个肽键； （2）从理论上分析，该分子至少有 个游离的-NH2，至少有 个游离的-COOH。 （3）这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了_。,脱水缩合,888,49,2,2,1、核酸的概念,核酸是细胞内 的物质。 在生物体的 、

18、和 中具有极其重要的作用(P26)。,遗传信息的携带者核酸,核酸的元素组成：C、H、O、N、P 相对分子质量：几十万几百万,2、核酸的分类与结构,种类,脱氧核糖核酸,核糖核酸,携带遗传信息,遗传,变异,蛋白质的生物合成,核酸的基本组成单位：,核苷酸,五碳糖,含N碱基,O,核苷酸的简式,根据五碳糖的种类不同，核苷酸可以分为两种： 脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）和核糖核苷酸。,一条脱氧核苷酸链,氢键,核酸的结构,核酸是由核苷酸连接而成的长链,脱氧核糖核酸,核糖核酸,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,A、G、C,T,U,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,规则的双螺旋结构,大多数以单链存在,DNA与RNA的比较,（

19、1）构成DNA的是4种脱氧核苷酸，但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的。 DNA分子具有多样性。（n对，排列总数4n） （2）每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是特定的，（特异性）其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表特定的遗传信息。 （3）有些病毒只含有RNA一种核酸，其核糖核苷酸排列顺序也具有多样性。,核酸的功能特性,【例6】核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA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构成的碱基不同,B,组成小麦和噬菌体体内核酸的核苷酸和碱基的种类分别是（ ） A.8、5和8、

20、5 B.8、5和4、4 C.4、4和4、4 D.4、5和4、5,B,在生物体内若含有两种核酸，则含有核苷酸8种、碱基5种、五碳糖2种； 若生物体内只含有一种核酸（如病毒），则含有核苷酸4种、碱基4种，五碳糖1种。,不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况,含有DNA和RNA两种核酸,只含DNA,只含RNA,8,5,DNA,4,4,DNA,4,4,RNA,核酸的分布,实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布,1、实验原理： DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中。 ：甲基绿使DNA呈现_，吡罗红使RNA呈现_。 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。

21、盐酸（HCl）能够 ，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。,绿色,红色,甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA、RNA的亲和力不同,改变细胞膜的通透性,实验材料： 人的口腔上皮细胞 （也可用其他动物或植物的细胞代替） 选用植物细胞，应选用无色或浅色的细胞,紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞？,绿色植物的叶肉细胞？,哺乳动物成熟的红细胞？,能否选用,实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布,2实验流程,先低倍镜，选染色均匀、色泽浅的区域，移至视野中央，将物像调节清晰，换高倍镜观察,实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布,3、实验现象及相关结论,DNA主要分布于细胞核

22、中,RNA广泛分布于细胞质中,注意：少数DNA存在细胞质，如线粒体、叶绿体、质粒,少数RNA存在于细胞核。,实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布,几种液体在实验中的作用 0.9%NaCl溶液： 8%盐酸： 蒸馏水：,保持口腔上皮细胞正常形态。,改变细胞膜的通透性； 使染色体中DNA与蛋白质分开。,冲洗载玻片；配制染色剂。,实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布,【例7】实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中使用盐酸的目的包括() 改变细胞膜的流动性 改变细胞膜的通透性 改变细胞膜的活性 将DNA与蛋白质分离 将RNA与蛋白质分离 利于RNA与染色剂结合利于蛋白质与染色剂结合利于DNA与染

23、色剂结合 A B C D,B,实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布,常用染色剂及其作用,砖红色（50-65）水浴加热,橘黄色（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）,紫色（红色）,还原糖,脂肪,蛋白质,DNA,RNA,线粒体,乙醇,CO2,DNA,染色体,不能水解的糖,脱氧核糖,核糖,葡萄糖,C5H10O4,C5H10O5,C6H12O6,动植物细胞,组成核酸的物质,细胞生命活动所需要的主要的能源物质,五碳糖,六碳糖,细胞中的糖类,1、组成元素： 2、分类：,C、H、O,单糖、二糖和多糖,水解后能够生成两分子单糖的糖,蔗糖,麦芽糖,乳糖,C12H22

24、O11,植物细胞,动物细胞,能水解成单糖而供能,植物,动物,水解后能够生成许多单糖的糖,淀粉,纤维素,糖原,(C6H10O5)n,植物细胞,动物的肝脏、肌肉组织中,植物细胞的储能物质,植物细胞壁的主要成分,动物细胞中的储能物质,植物,动物,单糖、二糖和多糖的转化过程,单糖,二糖,多糖,注意： 1、葡萄糖、果糖和麦芽糖是还原糖，而蔗糖和淀粉是非还原糖； 2、糖原可依据分布的场所分为肝糖原和肌糖原。血糖与肝糖原之间的相互转化可参与血糖浓度的调节，但肌糖原不能直接分解为葡萄糖。,【例8】存在于RNA而不存在于DNA，存在于叶绿体而不存在于线粒体，存在于动物细胞质而不存在于植物的细胞质的糖分别是()

25、A核糖、葡萄糖、糖原 B脱氧核糖、核糖、纤维素 C核糖、脱氧核糖、麦芽糖 D脱氧核糖、葡萄糖、淀粉,A,细胞中的脂质,1、元素组成： 2、种类,生物体内主要的储能物质； 保温； 具有缓冲和减压的作用，保护内脏器官。,构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分,主要是C、H、O，有的还含有P和N,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,能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,细胞中的能源物质,(1)细胞中的糖类、脂肪、蛋白质，都可以氧化分解产生CO2和H2O，为生命活动供能。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，同质量的脂肪储存能量是糖类的2倍多

26、。（良好的、主要的储能物质）,(2)三大能源物质的供能顺序为：,(3)细胞主要的能源物质：,(4)生物体主要的储能物质： 其他储能物质还有：,（5）直接能源物质：,糖类脂肪蛋白质,糖类（为生物体提供所需能量的70%以上。）,脂肪,动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。,ATP,【例9】脂质在细胞中具有独特的生物学功能，下面是有关脂质的生物学功能，其中属于磷脂的生物学功能的是() A是生物膜的重要成分 B是储能分子，具有保温作用 C构成植物体表面的保护层 D具有生物学活性，对生命活动起调节作用 【例10】如右下图是由3个圆构成的类别关系，其中为大圆，和分别为大圆之内的小圆。符合这种类别关系的是()

27、 A脱氧核糖核酸、核糖核酸、核酸 B染色体、DNA、基因 C固醇、胆固醇、维生素D D蛋白质、酶、激素,A,C,单糖,氨基酸,核苷酸,多糖,蛋白质,核酸,单 体,多聚体,脱水缩合,单体和多聚体,生物大分子以碳链为骨架,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。,碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命,本章知识结构：,维持生物体平衡,（胆固醇、性激素、维生素D）,液体环境,生物体内有机物的合成和分解,1、糖类的合成与分解,单糖,二糖,多糖,合成,水解,合成,水解,2、脂肪的合成与水解,脂肪酸 + 甘油,合成,水解,脂肪,3、蛋白质的合成与水解,氨基酸,多肽,蛋白

28、质,脱水缩合,肽酶,形成一定空间结构,蛋白酶,4、核酸的合成与水解,五碳糖 + 碱基,核苷,+ 磷酸,核苷酸,核酸,合成,水解,合成,水解,合成,水解,2、实验过程 （1）（取口腔上皮细胞）制片 在洁净的载玻片上，滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液 用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻的刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放在上述载玻片上的液滴中涂抹几下 点燃酒精灯，将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。 （2）水解 在小烧杯中加入30ml质量分数为8%的盐酸，将烘干的载玻片放入小烧杯中 在大烧杯中加入30温水 将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5min。,杀死并固定细胞,（3）冲洗涂片 用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s。 （4）染色 用吸水纸吸去载玻片上的水分 将甲基绿吡罗红染色剂滴2滴在载玻片上，染色5min 吸去多余染色剂，盖上盖玻片。 （5）观察 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 换用高倍境观察。,