组成细胞的分子知识点归结

知识块二组成细胞的分子

学习目标

1、简述组成细胞的主要元素及化合物。

2、常识检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

3、说明氨基酸的结构特点及形成蛋白质的过程，概述蛋白质的结构特点和功能。

4、能说出核酸种类并简述其结构和功能。

5、了解糖类、脂质及水和无机盐在生物体内的功能。

学习重点和难点

学习重点

1、了解组成细胞的主要元素。

2、氨基酸结构及形成蛋白质的过程，蛋白质的结构和功能。

3、理解核酸的结构。

4、糖类的种类和作用，生物大分子以碳链为骨架。

5、水、无机盐在生物体内的分布及功能。

学习难点

1、用实验方法检测生物组织中的几种物质。

2、氨基酸和蛋白质结构的多样性。

3、理解核酸的结构。

4、多糖的种类及结构，理解生物大分子以碳链为骨架。

5、理解结合水的功能。

学海导航——把握基础

细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的化学元素

1、组成生物体的化学元素的种类与含量

常见元素主要有20多种

最基本的元素：C

基本元素：C、H、O、N

主要元素：C、H、O、N、S、P（占原生质总量的97%以上）

大量元素：C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg

微量元素：Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B

●大量元素与微量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素为大量元素；含量在万分

之一以下的元素为微量元素。Fe因为比其他微量元素的含量略高一些，所以被称为半微

量元素。微量元素虽然含量少，但却是生物体生命活动所必需的元素。

●最多元素：细胞鲜重中，含量最多的元素是氧。在其干重中，动物含量最多的元素是碳；

植物含量最多的元素是氧。

●C是最基本元素的原因：碳原子之间很容易形成链状或环状结构，在此基础上形成生物大

分子。

●组成生物体的化学元素的种类大体相同，但含量相差很大。

2、元素的存在形式和功能

●存在形式：主要以无机盐离子或化合态形式存在。

●功能：构成原生质的成分；组成多种多样的化合物；影响生物体的生命活动。

3、组成细胞的化合物：

●无机化合物：水（含量最高的化合物）和无机盐。

●有机化合物：糖类、脂质、蛋白质（干重中含量最高的化合物）和核酸。

4、常见物质化学组成：①糖类：C、H、O；②脂肪C、H、O；③血红蛋白：C、H、O、N、Fe；

④叶绿素：C、H、O、N、Mg；⑤甲状腺激素：C、H、O、N、I；⑥核酸：C、H、O、N、P；⑦

ATP：C、H、O、N、P；⑧纤维素：C、H、O；⑨蛋白质：主要是C、H、O、N，少数含有P和S （S是蛋白质的特征元素）

二、生物界和非生物界的统一性和差异性

●生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是细

胞所特有的。

●生物界与非生物界具有差异性：细胞与非生物相比，各种元素的含量又大不相同。

●生物统一性的不同层次体现：

（1）从化学元素角度：组成生物体的化学元素的种类基本相同。

（2）从分子水平上：①DNA的空间结构（规则的双螺旋结构）和化学组成（四种脱氧核苷酸）相同；②组成蛋白质的基本单位—氨基酸的种类相同；③几乎所有生物都共

用一套遗传密码。

（3）从结构角度：出病毒外，生物都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。

（4）从能量角度：生物体都利用ATP作为直接能源。

生命活动的主要承担者—蛋白质

一、氨基酸的种类和结构特点

◆氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

1、种类：构成蛋白质的氨基酸约有20种，包括必需氨基酸和非必须氨基酸。

●必需氨基酸：人体内有8种（婴儿有9种），必须从外界获取，人体不能合成。

●非必需氨基酸：12种，可以通过其他化合物转化而来。

2、结构特点：

●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R基（侧链基团）决定。

二、蛋白质的结构、功能和多样性

1、蛋白子分子结构

●氨基酸分子相互结合，通过脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子

的羧基相连接，同时失去一分子的水。

2、蛋白质的功能：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。

（1）构成细胞和生物体的重要物质；

（2）催化作用，如酶；

（3）运输作用，如血红蛋白运输氧气、载体蛋白；

（4）调节作用，如胰岛素、生长激素等；

（5）免疫作用，如抗体。

3、蛋白质分子多样性原因

●氨基酸的种类不同，构成的肽链不同；

●氨基酸的数目不同，构成的肽链不同；

●氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同；

●肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。

三、有关蛋白质和氨基酸的计算

●肽键数=脱去水分子数=水解所需要水分子数=氨基酸个数-肽链数

●一条肽链的两端一定分别是-COOH和-NH2。一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，

m条肽链则至少含m个氨基和羧基。

●多肽或蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量之和-失去水分子的相对分

子质量之和=氨基酸平均相对分子质量x氨基酸个数-18x失去水分子数。

●DNA中碱基数、mRNA中碱基数和氨基酸数的关系

转录翻译

DNA——→mRNA——→蛋白质

碱基数：碱基数：氨基酸数=6:3:1

遗传信息的携带者—核酸

一、核酸的组成和结构特点

1、核酸的基本单位：核苷酸(8种)。一分子核苷酸=一分子磷酸+一分子五碳糖（脱氧核糖或

核糖）+一分子含氮碱基（有5种：A、T、C、G、U）。

●脱氧核苷酸（4种）：腺嘌呤脱氧核苷酸（A）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胸腺嘧啶脱氧核苷

酸（T）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）；

●核糖核苷酸（4种）：腺嘌呤核糖核苷酸（A）、鸟嘌呤核糖核苷酸（G）、尿嘧啶核糖核苷酸

（U）、胞嘧啶核糖核苷酸（C）

2、分类：脱氧核糖核苷酸（DNA）和核糖核苷酸（RNA），总计8种核苷酸，5种碱基。

二、核酸的功能和分布

1、核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物

合成中具有及其重要的作用（核酸是一切生物的遗传物质）。

○特别注意：极少数RNA具有催化作用。

2、观察DNA和RNA在细胞中的分布实验

●实验原理：甲基绿+DNA→绿色吡罗红+RNA→红色

●结果：细胞核区域染成绿色，细胞质区域染成红色。

●结论：DNA主要分布在细胞核中，少量在线粒体和叶绿体中；RNA主要分布在细胞质中，

少量在细胞核中。

细胞中的糖类、脂质和无机物

一、糖类的种类和分布

●自由水和结合水是可以相互转化的，如血液凝固时，部分自由水转化为结合水。

●自由水/结合水的值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差。

DNA 彻底水解的产物：磷酸,脱氧核糖,碱基；初步水解的产物：脱氧核苷酸。

RNA 彻底水解的产物：磷酸,核糖,碱基；初步水解的产物：核糖核苷酸。

核酸彻底水解的产物：磷酸,五碳糖, 碱基；初步水解的产物：核苷酸。

淀粉消化终产物：葡萄糖；水解终产物：葡萄糖；代谢终产物：CO2+H2O 脂肪消化终产物：甘油+脂肪酸；水解终产物：甘油+脂肪酸；代谢终产物：CO2+H2O 蛋白质消化终产物：氨基酸；水解终产物：氨基酸；代谢终产物：CO2+H2O +尿素

DNA酶消化终产物：氨基酸；水解终产物：氨基酸；代谢终产物：CO2+H2O+尿素

酶的化学本质：蛋白质或RNA；水解终产物：氨基酸或磷酸、核糖、碱基

五、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质和淀粉

1、实验原理：

▲还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）+ 斐林试剂→（Cu2O）砖红色沉淀(条件是水浴加热) ▲脂肪+苏丹Ⅲ→橘黄色（或脂肪+苏丹Ⅳ→红色）（使用50%的酒精的作用：洗去浮色）

▲蛋白质+双缩脲试剂→紫色反【应不需加热；若反应后颜色不为紫色，而为蓝色的原因，可

能是加入的CuSO4溶液过多，生成大量的Cu（OH）2遮盖所产生的紫色】

2、操作过程

（1）还原糖的检测和观察

常用材料：苹果和梨

试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4）

注意事项：①还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖；

②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用；

③必须用水浴加热。

颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色

（2）脂肪的鉴定

常用材料：花生子叶或向日葵种子

试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液

注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊；

②酒精的作用是：洗去浮色；

③需使用显微镜观察；

④使用不同的染色剂染色时间不同。

颜色变化：橘黄色或红色

（3）蛋白质的鉴定

常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶

试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOH B液：0.01g/ml的CuSO4）

注意事项：①先加A液1ml，再加B液4滴

②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比

颜色变化：变成紫色

（4）淀粉的检测和观察

常用材料：马铃薯

试剂：碘液

颜色变化：变蓝

随堂测试——能力提升