细胞的分子组成

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1、细胞的分子组成一、细一、细 胞胞 的的 分分 子子 组组 成成陈红英陈红英细胞的分子组成考纲要求考纲要求蛋白质、核酸的结构和功能蛋白质、核酸的结构和功能 糖类和脂质的种类和作用糖类和脂质的种类和作用 水和无机盐的作用水和无机盐的作用 实验：观察实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布在细胞中的分布 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质细胞的分子组成（一）化学元素（一）化学元素1、大量元素和微量元素、大量元素和微量元素大量元素：大量元素：微量元素微量元素:构成细胞的最基本元素：构成细胞的最基本元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo

2、、Cu（铁猛碰新木桶）（铁猛碰新木桶）细胞鲜重中元素含量依次为：细胞鲜重中元素含量依次为： OC H N细胞干重中元素含量依次为：细胞干重中元素含量依次为： C O N HC干重中含量达干重中含量达55.99%，生物大分子以碳链为基本骨架。，生物大分子以碳链为基本骨架。2、元素的含量、元素的含量细胞中含量最多的四种元素：细胞中含量最多的四种元素：C、H、O、N细胞的分子组成3、各类有机物的元素组成、各类有机物的元素组成糖类、脂肪、固醇糖类、脂肪、固醇C、H、O蛋白质蛋白质C、H、O、N，另，另S、Fe等等核酸、磷脂核酸、磷脂C、H、O、N、P你能指出血红蛋白、叶绿素、你能指出血红蛋白、叶绿素、

3、ATP的元素组成吗？的元素组成吗？你能说出人体缺少你能说出人体缺少Fe、Ca、I时可能患什么疾病吗？时可能患什么疾病吗？细胞的分子组成（二）化合物（二）化合物1、蛋白质、蛋白质（2）基本单位：）基本单位： 氨基酸氨基酸 RH2NCCOOH H20种种20种氨基酸的异同种氨基酸的异同相同点：每种氨基酸都有氨基和羧基，并且都有相同点：每种氨基酸都有氨基和羧基，并且都有 一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。不同点：不同氨基酸的不同点：不同氨基酸的R基不同。基不同。(1)(1)在细胞鲜重中的含量：在细胞鲜重中的含量： 7%10%细胞的分子组成氨基酸的分类氨基

4、酸的分类非必需氨基酸非必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸人体细胞能够合成人体细胞能够合成人体细胞不能合成，必须从外界人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取。环境中直接获取。氨基酸的来源氨基酸的来源由食物吸收而来；由体内蛋白质分解而来；由食物吸收而来；由体内蛋白质分解而来；由体内其它有机物转变而成。由体内其它有机物转变而成。甲携来一本亮色书甲携来一本亮色书细胞的分子组成（3）蛋白质的构成、分解及转变）蛋白质的构成、分解及转变氨基酸氨基酸多肽多肽蛋白质蛋白质脱水脱水缩合缩合核糖体核糖体盘曲折叠盘曲折叠组成不同多肽的氨基酸的种类、数目排列顺序组成不同多肽的氨基酸的种类、数目排列顺序千差万别千差万别

5、水解水解（肽酶）（肽酶） 水解水解（蛋白酶）（蛋白酶）结构蛋白结构蛋白功能蛋白功能蛋白构成膜、质、核及胞间结构等构成膜、质、核及胞间结构等载体、受体、淋巴因子、抗体、载体、受体、淋巴因子、抗体、大多数酶、部分激素大多数酶、部分激素结构具有多样性结构具有多样性功能具有专一性功能具有专一性生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者方式多样方式多样氧化分解氧化分解COCO2 2、H H2 2O O、尿素、尿素转变转变糖类等有机物糖类等有机物由遗传物质决定由遗传物质决定细胞的分子组成（4）蛋白质的变性）蛋白质的变性空间结构改变空间结构改变 高温、过酸、过碱、紫外线、高温、过酸、过碱、紫外线、X射线、有机

6、溶射线、有机溶剂、重金属等都可以使蛋白质变性失活。剂、重金属等都可以使蛋白质变性失活。（5）蛋白质的鉴定）蛋白质的鉴定原理：蛋白质分子中含有很多肽键，与双缩脲原理：蛋白质分子中含有很多肽键，与双缩脲 （H2NOCNHCONH2）结构相似，）结构相似， 在碱性环境（在碱性环境（NaOH）中，能与）中，能与Cu2+作作 用，形成紫色络合物。用，形成紫色络合物。利用双缩脲试剂利用双缩脲试剂细胞的分子组成双缩脲试剂：双缩脲试剂：A液：液：B液：液：使用：使用：实验现象：实验现象：质量浓度为质量浓度为0.1g/ml的的NaOH溶液溶液质量浓度为质量浓度为0. 01g/ml的的CuSO4溶液溶液先加先加A

7、液，再加液，再加B液液产生紫色产生紫色细胞的分子组成（6）蛋白质的相关计算）蛋白质的相关计算蛋白质的相蛋白质的相对分子质量对分子质量=氨基酸的平均分子量氨基酸的平均分子量氨基酸的数量氨基酸的数量水的分子量水的分子量脱去水的数量脱去水的数量脱去水的数量脱去水的数量=氨基酸的数量氨基酸的数量肽链的数量肽链的数量练习练习1、狼体内有、狼体内有A种蛋白质，种蛋白质，20种氨基酸，兔体内有种氨基酸，兔体内有B种蛋白质，种蛋白质，20种氨基酸。狼捕食兔后狼体内一个细胞中含有的蛋白质种类种氨基酸。狼捕食兔后狼体内一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是（和氨基酸种类最可能是（ ）A、A+B，40 B、

8、A，20 C、A，20 D、A，20D=脱水缩合反应次数脱水缩合反应次数=形成肽键数形成肽键数细胞的分子组成2、假设、假设20种氨基酸的平均相对分子量为种氨基酸的平均相对分子量为120，现有相，现有相对分子质量总和为对分子质量总和为9600的多个氨基酸，构成含的多个氨基酸，构成含4条肽链条肽链的蛋白质，则形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了的蛋白质，则形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了多少？多少？相对分子质量减少了相对分子质量减少了1368。 C H O N氨基氨基 羧基羧基 多肽多肽E 201 348 62 53 3 2 多肽多肽F182294 55 54 6 1多肽多肽元素或基团元素或基

9、团 3、根据下表中各项判断，多肽、根据下表中各项判断，多肽E和多肽和多肽F的氨基酸的氨基酸数最可能是多少个？数最可能是多少个？细胞的分子组成2、核酸、核酸（2）基本单位：）基本单位： 核苷酸核苷酸DNA和和RNA8种种磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基A C G T脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸核糖核糖含氮碱基含氮碱基A C G U核糖核苷酸核糖核苷酸（1）在细胞鲜重中的含量：）在细胞鲜重中的含量：微量微量四种脱氧核苷酸的名称：四种脱氧核苷酸的名称：四种核糖核苷酸的名称：四种核糖核苷酸的名称：腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核

10、苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸细胞的分子组成（3）核酸的构成及分解）核酸的构成及分解脱氧核脱氧核苷酸苷酸多脱氧核多脱氧核苷酸链苷酸链脱氧核糖核脱氧核糖核酸酸 DNA脱水缩合脱水缩合DNA聚合酶聚合酶形成双螺旋结构形成双螺旋结构DNA水解酶水解酶水解水解解旋酶解旋酶/高温高温解旋解旋核糖核核糖核苷酸苷酸多核糖核多核糖核苷酸链苷酸链核糖核酸核糖核酸 RNA脱水缩合脱水缩合RNA聚合酶聚合酶RNA水解酶水解酶水解水解多形成单链结构多形成单链结构磷酸磷酸五碳糖五碳

11、糖含氮碱基含氮碱基彻底彻底水解水解彻底彻底水解水解多样性：碱基的数量和排列顺序的变化多样性：碱基的数量和排列顺序的变化 4n特异性：特定的核酸分子有特定的碱基序列特异性：特定的核酸分子有特定的碱基序列CO2H2O尿酸尿酸氧化氧化分解分解氧化氧化分解分解细胞的分子组成（4）核酸的功能）核酸的功能是遗传信息的携带者，在生物体的遗传、变异是遗传信息的携带者，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。和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。DNA是除部分病毒以外的绝大多数生物的遗传物质。是除部分病毒以外的绝大多数生物的遗传物质。RNA是部分病毒的遗传物质。是部分病毒的遗传物质。（5

12、）核酸在真核细胞的分布）核酸在真核细胞的分布吡罗红甲基绿混合染色剂吡罗红甲基绿混合染色剂实验：实验： 观察观察DNA和和RNA在细胞中的分布在细胞中的分布实验试剂：实验试剂：细胞的分子组成实验原理：实验原理： 甲基绿和吡罗红两种染色剂对甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和和RNA的亲的亲和力不同，甲基绿使和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。呈现红色。 盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的细胞，同时使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利和蛋白质分离，有利于于DNA与染色剂结合。与染色剂结合。实验

13、步骤：实验步骤：细胞的分子组成实验现象：实验现象：DNA主要分布在细胞核中主要分布在细胞核中RNA主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中取材取材烘干烘干水解水解冲洗冲洗染色染色观察观察口腔上口腔上皮细胞皮细胞质量分质量分数为数为8%的盐酸的盐酸吡罗红甲吡罗红甲基绿混合基绿混合染色剂染色剂细胞核呈绿色，细胞质呈红色细胞核呈绿色，细胞质呈红色结论：结论：细胞的分子组成（6）DNA的鉴定的鉴定实验：实验：DNA的粗提取和鉴定的粗提取和鉴定实验原理：实验原理：DNA在不同浓度的在不同浓度的NaCI溶液中溶解度不同，溶液中溶解度不同， NaCI的浓度的浓度为为0.14mol/L时，时，DNA的溶解度最低，

14、可使的溶解度最低，可使DNA析出。析出。DNA不溶于不溶于95%的冷酒精，而蛋白质可溶，依此可除去的冷酒精，而蛋白质可溶，依此可除去DNA粗提取物中的蛋白质杂质。粗提取物中的蛋白质杂质。实验步骤：实验步骤：溶解鸡血细胞核内的溶解鸡血细胞核内的DNA15ml蒸馏水蒸馏水+1ml鸡血细胞鸡血细胞搅拌搅拌血细胞涨破血细胞涨破+20ml2mol/L的的NaCI溶液溶液搅拌搅拌DNA溶解溶解细胞的分子组成析出析出DNA粘稠物粘稠物DNA溶解液溶解液+150ml蒸馏水蒸馏水搅拌搅拌DNA粘稠物析出粘稠物析出洗涤粘稠物洗涤粘稠物提取含杂质较少的提取含杂质较少的DNADNA粘稠物粘稠物+2ml95%酒精酒精搅

15、拌搅拌丝状物（丝状物（DNA） DNA的鉴定的鉴定DNA+二苯胺试剂二苯胺试剂沸水浴沸水浴蓝色溶液蓝色溶液DNA可被甲基绿染成绿色可被甲基绿染成绿色细胞的分子组成2、烟草叶肉细胞内核酸彻底水解的产物有什么？、烟草叶肉细胞内核酸彻底水解的产物有什么？两种核糖、五种碱基和一种磷酸两种核糖、五种碱基和一种磷酸3、T4噬菌体、烟草叶肉细胞和豌豆的根毛细胞均有噬菌体、烟草叶肉细胞和豌豆的根毛细胞均有DNA， 为什么其表现性状不一样呢？为什么其表现性状不一样呢？ DNA具有特异性，不同生物体组成其具有特异性，不同生物体组成其DNA的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的排列顺序不同，决定的蛋白质不同，表现的性状就不同。

16、的排列顺序不同，决定的蛋白质不同，表现的性状就不同。3、糖类、糖类（1）在细胞鲜重中的含量：）在细胞鲜重中的含量：约约1%1.5%练习：练习：细胞的分子组成（2）糖类的合成、分解和作用）糖类的合成、分解和作用食物中的糖类食物中的糖类单糖单糖消化消化吸收吸收CO2+H2O光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用CO2+H2O+能量能量氧化分解氧化分解（呼吸作用）（呼吸作用）二糖二糖脱水脱水缩合缩合水解水解麦芽糖酶等麦芽糖酶等多糖多糖脱水脱水缩合缩合水解水解纤维素酶纤维素酶淀粉酶等淀粉酶等麦芽糖麦芽糖蔗糖蔗糖乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖+葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖淀粉淀粉

17、纤维素纤维素糖原糖原其他其他植物的储植物的储能物质能物质构成植物细胞壁构成植物细胞壁动物细胞的储动物细胞的储能物质能物质构成细胞膜上构成细胞膜上的糖被等的糖被等葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖核糖和脱氧核糖核糖和脱氧核糖细胞的主要细胞的主要能量物质能量物质组成核酸组成核酸细胞的分子组成动植物细胞都有的糖类：动植物细胞都有的糖类：核糖、脱氧核糖、葡萄糖核糖、脱氧核糖、葡萄糖动物细胞特有的糖类：动物细胞特有的糖类：乳糖、糖原乳糖、糖原植物细胞特有的糖类：植物细胞特有的糖类：麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素（3）糖类的分布）糖类的分布（4）糖类的鉴定）糖类的鉴定淀粉与碘液反应显蓝色淀粉与

18、碘液反应显蓝色细胞的分子组成还原糖的鉴定还原糖的鉴定可溶性还原糖：可溶性还原糖： 葡萄糖、果糖、麦芽糖葡萄糖、果糖、麦芽糖实验材料：实验材料：梨汁、苹果汁梨汁、苹果汁实验试剂：实验试剂：斐林试剂斐林试剂甲液：甲液：乙液：乙液：质量浓度为质量浓度为0.1g/ml的的NaOH溶液溶液质量浓度为质量浓度为0. 05g/ml的的CuSO4溶液溶液使用：使用： 先将甲液和乙液等量混匀再滴加先将甲液和乙液等量混匀再滴加可溶性还可溶性还原糖溶液原糖溶液+斐林斐林试剂试剂50-65 水浴加热水浴加热砖红色沉淀砖红色沉淀细胞的分子组成4、脂质、脂质（2）脂质的种类和作用）脂质的种类和作用脂肪脂肪磷脂磷脂固醇固醇

19、主要储能物质、缓冲、减压、保护主要储能物质、缓冲、减压、保护水解水解脂肪酶脂肪酶甘油甘油+脂肪酸脂肪酸氧化分解氧化分解呼吸作用呼吸作用CO2+H2O+能量能量构成生物膜的主要成分构成生物膜的主要成分胆固醇胆固醇性激素性激素维生素维生素D构成细胞膜的重要成分，参与人构成细胞膜的重要成分，参与人体血液中脂质的运输体血液中脂质的运输促进人和动物生殖器官的发育促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成以及生殖细胞的形成促进人和动物肠道对钙促进人和动物肠道对钙和磷的吸收和磷的吸收（1）在细胞鲜重中的含量：）在细胞鲜重中的含量： 1%1.5%细胞的分子组成（3）脂肪的鉴定）脂肪的鉴定脂肪被苏丹脂肪被苏丹

20、染液染成橘黄色染液染成橘黄色 被苏丹被苏丹染液染成红色染液染成红色实验材料：实验材料： 花生种子匀浆、花生种子花生种子匀浆、花生种子实验步骤：实验步骤：浸泡浸泡切片切片染色染色洗去浮色洗去浮色观察观察50%的的酒精酒精细胞的分子组成实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质检测对象检测对象试剂试剂条件条件现象现象还原糖还原糖斐林试剂斐林试剂50-65 水浴加热水浴加热砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉淀粉碘液碘液蓝色蓝色蛋白质蛋白质双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色脂肪脂肪苏丹苏丹或苏丹或苏丹橘黄色橘黄色或红色或红色细胞的分子组成（4）生物大分子）生物大分子生物大分子

21、包括：生物大分子包括：蛋白质、核酸、多糖（淀粉、纤维素）蛋白质、核酸、多糖（淀粉、纤维素）生物大分子以碳链为骨架生物大分子以碳链为骨架单体的多聚物单体的多聚物 每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的每一个单体都是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。碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。细胞的分子组成讨论讨论1、人在低血糖时为什么表现为头晕、脸色苍白、四肢无力？、人在低血糖时为什么表现为头晕、脸色苍白、四肢无力？3、在地震发生一个月后，人们在汶川灾区的一个被掩埋的、在地震发生一个月后，人们在汶川灾区的一个被掩埋的猪棚中发现了一头幸存的猪，它的体重由原来的约猪棚中

22、发现了一头幸存的猪，它的体重由原来的约100公斤公斤减至减至50公斤。在这段时间，这头猪主要靠什么物质提供能公斤。在这段时间，这头猪主要靠什么物质提供能量而维持生命活动？量而维持生命活动？2、为什么在氧化分解时，脂质比相同质量的糖类释放、为什么在氧化分解时，脂质比相同质量的糖类释放 的能量更多？的能量更多？细胞的分子组成5、水分、水分细胞中的含水量依生物的不同种类、生物体不同的发细胞中的含水量依生物的不同种类、生物体不同的发育时期和不同的部位而有所不同。育时期和不同的部位而有所不同。（1）在细胞鲜重中的含量：）在细胞鲜重中的含量：（2）水在细胞中的存在形式及作用）水在细胞中的存在形式及作用结合

23、水（结合水（4.5%）自由水自由水(95.5%)与亲水物质结合与亲水物质结合游离状态，可以自由流动游离状态，可以自由流动细胞结构的重要成分细胞结构的重要成分细胞内良好的溶剂细胞内良好的溶剂（参与物质吸收、合成、分解、转化、（参与物质吸收、合成、分解、转化、 运输，排泄等）运输，排泄等）85%90%参与细胞内的许多化学反应参与细胞内的许多化学反应为细胞生存提供液体环境为细胞生存提供液体环境细胞的分子组成结合水结合水/自由水自由水比值高时细胞代谢减弱，抗逆性增强比值高时细胞代谢减弱，抗逆性增强比值低时细胞代谢增强，抗逆性减弱比值低时细胞代谢增强，抗逆性减弱思考：思考：1、细胞的哪些结构和代谢能产生

24、水？、细胞的哪些结构和代谢能产生水？2、处于干旱或低温环境中的植物，应设法升高细胞中自由水与、处于干旱或低温环境中的植物，应设法升高细胞中自由水与结合水的比值，还是降低细胞中自由水与结合水的比值？结合水的比值，还是降低细胞中自由水与结合水的比值？线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、细胞核线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、细胞核呼吸作用、光合作用、脱水缩合、呼吸作用、光合作用、脱水缩合、DNA复制、转录等复制、转录等降低降低细胞的分子组成6、无机盐、无机盐（2）无机盐在细胞的存在形式及作用）无机盐在细胞的存在形式及作用离子状态离子状态化合状态化合状态Na+、K+、Cl、Ca2+、HCo3等等对于维

25、持细胞和生物体的生命活动有重要作用。对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。维持细胞的酸碱平衡维持细胞的酸碱平衡维持细胞渗透压维持细胞渗透压HCo3、HPo42等等维持细胞内液渗透压：维持细胞内液渗透压：维持细胞外液渗透压：维持细胞外液渗透压：Na+、ClK+参与构成核酸、参与构成核酸、ATP、血红蛋白、叶绿素等。、血红蛋白、叶绿素等。作为细胞结构成分，参与重要生命活动。作为细胞结构成分，参与重要生命活动。（1）在细胞鲜重中的含量：）在细胞鲜重中的含量： 1%1.5%细胞的分子组成思考：思考： 医用生理盐水是质量分数为医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐生理盐水的含义是什么？在什么情况下需要用生理盐水？水？ 质量分数为质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水（壬氏液），当人体需要补充液体环境的浓度，所以叫生理盐水（壬氏液），当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水作为药物的溶剂，以保证盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。细胞的分子组成