细胞的化学成分
细胞的化学成分实验原理
细胞的化学成分实验原理
细胞是生物体的基本单位，它由多种化学成分组成。
细胞的化学成分实验原理可以通过以下几个方面来介绍：
1. 核酸：细胞中的遗传物质DNA和RNA是由核酸组成的。
通过提取细胞中的核酸，可以使用化学试剂将其转化为观察和测定的形式，如使用核酸染料进行染色、利用酶的反应来确定核酸的浓度和特定序列等。
2. 蛋白质：细胞中的蛋白质是由氨基酸组成的。
蛋白质的组成和结构可以通过酶切、电泳、质谱等方法进行分析和测定。
比如，利用酶对蛋白质进行特定位点的切割，然后使用电泳或者质谱等方法测定切割后得到的片段的大小和质量。
3. 脂质：细胞膜主要由脂质组成。
脂质的组成和结构可以通过质谱、色谱和荧光染色等方法进行分析和测定。
比如，使用质谱技术可以确定脂质的分子量和结构，而使用荧光染色可以观察和测定细胞膜的完整性和脂质的分布情况。
4. 糖类和多糖类：细胞中的糖类和多糖类是细胞的重要能源和结构组分。
糖类的组成和结构可以通过色谱、质谱和光谱等方法进行分析和测定。
比如，利用高效液相色谱技术可以确定糖类的类型和含量，而利用红外光谱可以确定糖类的结构。
综上所述，细胞的化学成分实验原理包括了提取、分离、酶切、染色、质谱、色
谱和光谱等多种方法，通过这些方法可以对细胞的核酸、蛋白质、脂质和糖类等成分进行分析和测定，从而了解细胞的化学组成。
细胞的结构、成分和功能知识归纳
细胞的结构、成分和功能知识归纳安徽省绩溪中学（245300）汪朝晖一、细胞的结构1．高等植物细胞区别于动物细胞的结构：细胞壁、质体（叶绿体）、大液泡2．动物、低等植物细胞区别于高等植物细胞的结构：中心体3．原核细胞与真核细胞共有的细胞器：核糖体4．①具有双层膜的结构：细胞核（核膜）、线粒体、叶绿体②不具有膜结构的细胞器：核糖体、中心体5．细胞、线粒体、叶绿体内增大膜面积的结构分别是：内质网、嵴、囊状薄膜。
二、细胞的成分1．植物细胞中含有色素的细胞器：液泡、叶绿体、有色体2．细胞中含有DNA的结构：细胞核、线粒体、叶绿体、质粒3．细胞中含有RNA的结构：细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体4．植物细胞壁的主要成分：纤维素和果胶；细菌细胞壁的主要成分：糖类和蛋白质5．细胞膜的主要化学成分：蛋白质分子和磷脂分子。
三、细胞的功能1．细胞中遗传物质的载体：染色体、线粒体、叶绿体2．在遗传上具有一定独立性的细胞器：线粒体、叶绿体3．能够复制的细胞结构：染色体、中心体、线粒体、叶绿体4．能形成“小泡”的结构：内质网、高尔基体、细胞膜5．与主动运输有关的细胞器：核糖体、线粒体6．能体现碱基互补配对原则的结构：细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体7．与多糖合成有关的细胞器：叶绿体、高尔基体（合成纤维素）8．与植物细胞渗透吸水密切相关的细胞器：液泡9．能将无机物合成有机物的细胞器：叶绿体；将有机物分解成无机物的细胞器：线粒体10．与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器及相应生理作用：合成提供能量氨基酸缩合作用多肽缠绕折叠蛋白质．与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用：1213发表于《青苹果》2004年第5期。
细胞的化学成分
稳定蛋白质三维结构的 作用力 疏水键 二
盐 键 氢键
硫 键
范德华力
蛋白质的理化性质 1、蛋白质自溶液中析出的现象，称为蛋白质的沉 淀。高浓度盐、有机溶剂、重金属盐、生物碱试 剂都可沉淀蛋白质。盐析沉淀蛋白质不变性，是 分离制备蛋白质的常用方法。如血浆中的清蛋白 在饱和的硫酸铵溶液中可沉淀。乙醇、丙酮均为 脱水剂，可破坏水化膜，降低水的介电常数，使 蛋白质的解离程度降低，表面电荷减少，从而使 蛋白质沉淀析出。低温时，用丙酮沉淀蛋白质， 可保留原有的生物学活性。但用乙醇，时间较长 则会导致变性。重金属盐、生物碱试剂（苦味酸 、鞣酸）与蛋白质结合成盐而沉淀，是不可逆的
有些氨基酸如精氨酸和组氨酸对成人是非必需的，但对婴 儿必需在食物中加以补充，只是需注意适量。
4、 氨基酸的功能
（1）组成蛋白质 （2）一些aa及其衍生物充当化学信号分子 （3）氨基酸是许多含N分子的前体物 （4）代谢中间物
5、氨基酸的旋光性
Gly(甘氨酸)是唯一不含对称碳原子的氨基 酸，因此不具旋光性 因为其R=H
pH > pI 时 ， 氨 基 酸 带 负 电 荷 ， COOH解离成-COO-，向正极移动。 pH = pI时，氨基酸净电荷为零 pH < pI时，氨基酸带正电荷，-NH2 解离成-NH3+，向负极移动。
等电点的计算：
不带电荷的氨基酸的pI是由α -羧基和
α -氨基的解离常数的负对数pK1和pK2决
甘油（丙三醇）
H2C OH HC OH C OH H2
H 2O
H2 C HO C O C H2 C H2
H2 C C H2
H2 C C H2
H2 C C H2
H2 C C H2
生物-细胞中的元素和化合物
细胞中的元素和化合物[高中生物] 1.说出组成细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性。
2.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，认同细胞由多种化合物组成。
一、组成细胞的元素和化合物1．组成细胞的元素(1)生物界和非生物界的统一性和差异性①统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。
②差异性：从各种元素的相对含量分析，细胞与无机自然界大不相同。
(2)种类：组成细胞的化学元素，常见的有20多种。
(3)分类①大量元素(含量较多)：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素(含量很少)：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2．组成细胞的化合物(1)元素存在形式：大多以化合物的形式存在。
(2)种类及相对含量：水(70%～90%)、蛋白质(7%～10%)、糖类和核酸(1%～1.5%)、脂质(1%～2%)、无机盐(1%～1.5%)。
判断正误(1)组成地壳的元素在细胞中都能找到( )(2)细胞中含量很少的元素都是微量元素( )(3)大量元素和微量元素的划分依据是其发挥生理作用的大小( )(4)沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√组成细胞的元素和化合物1．比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)，回答问题：元素地壳细胞O48.665.0Si26.3极少C0.08718.0N0.03 3.0H0.7610.0(1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？提示 生物界和非生物界具有统一性。
(2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同，这说明了什么？提示 生物界和非生物界还具有差异性。
(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同？提示 生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界中获取元素。
2．比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：元素玉米细胞人体细胞O44.4314.62C43.5755.99H 6.247.46N 1.469.33K0.92 1.09Ca0.23 4.67P0.20 3.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。
植物细胞的各部分化学成分及作用简析
植物细胞的各部分化学成分及作用简析The chemical composition of plant cells can be divided into several parts.1. Cell Wall: The primary component of the cell wall is cellulose, which is a complex carbohydrate made up of long chains of glucose molecules. Other components of the cell wall include proteins, hemicellulose, pectin, and lignin.2. Cell Membrane: The cell membrane is composed of a phospholipid bilayer, which consists of two layers of phospholipid molecules. It also contains proteins, cholesterol, and carbohydrates.3. Cytoplasm: The cytoplasm contains various organic compounds such as sugars, amino acids, proteins, and nucleic acids. It also contains inorganic ions such as potassium, calcium, and magnesium.4. Nucleus: The nucleus contains DNA, which is the genetic material of the cell. It also contains proteins and RNA.5. Chloroplasts: Chloroplasts are responsible forphotosynthesis and contain chlorophyll, which is a pigment that captures light energy. They also contain proteins, lipids, and nucleic acids.6. Vacuoles: Vacuoles are storage compartments in plant cells and contain water, sugars, ions, pigments, and other substances.中文回答:植物细胞的化学组成可以分为几个部分：1. 细胞壁：细胞壁的主要成分是纤维素，它是由葡萄糖分子链构成的复杂碳水化合物。
植物细胞化学组成
多肽
折 叠 盘 旋
蛋白质
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
导致
结构多样性
导致
功能多样性
构成生物体，如结构蛋白 运输作用，如血红蛋白 催化作用，如酶 调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
链接生活
实践经验告诉我仧，吃鸡蛋前要将鸡蛋煮熟，幵且知道煮熟 的鸡蛋，蛋白会发成固态，丌再溶于水； 实践经验还告诉我仧，为了防止病人丌叐感染，必须对医疗 器具迚行消毒。 我仧为什么要对鸡蛋和医疗器具迚行这样的处理？
免疫功能，如免 疫球蛋白、抗体
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组成元素 C、H、O、N（P、S）
构成
种类：20种 必需氨基酸：10种 非必需氨基酸：10种
HO
小 结
氨基酸
通式： H2N C C OH
脱 水 缩
R 特点：至少都含有……并且都有……
合
组成蛋白质的氨基酸不同
使蛋白质的变性
5、蛋白质的发性
利用蛋白质分子在物理或化学因素的影响下， 原有的空间构象发生改变，从而造成蛋白质分 子原有的理化性质和生物活性的改变。
文字 内容
文字 内容
蛋白质变性后首先是失去原有的生物活性，如 酶失去催化能力、激素失去激素活性等。蛋白 质生物活性的丧失是蛋白质变性的主要特征。
发性后的蛋白质还表现出各种理化性质的改发， 如溶解度降低，易形成沉淀析出。
多糖植：淀粉、纤维素（细胞壁癿主要成分）
三、糖类
⒊功能:主要能源物质 查阅资料
提示：糖类丌是用来长身体（如肌肉、骨骼），而是用来消耗。 分析：哪两类糖丌是用来作为能源物质？（纤维素和核糖、脱氧核糖）
细胞中的元素和化合物、无机物
6、下列有关水的叙述中，错误的是 （ ） ①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②生物体内的化学反应离不开水 ③水是细胞结构的组成成分之一 ④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关 系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大 A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物
一、组成细胞的化学元素
1、种类 2、分类 3、含量 4、存在形式 5、作用 6、统一性 差异性
要点探
判断元素和化合物时需要明确4点
究 (1)判断元素的含量时，要明确是鲜重还是干重。
如判断细胞中含量最多的元素时，要明确鲜重时氧元素
最多、干重时碳元素最多。
(2)判断元素的差异时，要明确是种类还是含量。 因为组成不同细胞的化学元素，在种类上差别不大，但 在含量上相差很大。
分别是（ ） A.斐林试剂、苏丹III、碘液、双缩脲试剂
D
B.苏丹III、斐林试剂、双缩脲试剂、碘液
C.双缩脲试剂、斐林试剂、碘液、苏丹III
D.斐林试剂、双缩脲试剂、苏丹III、碘液
3.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是 A.用于鉴定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.脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到
3．苹果含有元素Zn，Zn是形成与记忆力息息 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 ( D )
A．对维持酸碱平衡有重要作用 B．对维持细胞形态有重要作用 C．对调节细胞渗透压有重要作用 D．对维持生物体的生命活动有重要作用
4、下列选项中，含有相同元素的一组化合物 是( C )
细胞的化学组成
核糖 （C5H10O5）
五碳醣
核糖核苷酸的组成成分
脱氧核糖（C5H10O4）脱氧核糖核苷酸的组成成分
葡萄糖
大部分生物的主要能量来源
六碳醣
果糖
—
半乳糖
—
1-2 细胞的 化学组成
双醣（C12H22O11）
课本 P18 讲义 P14
由两个单醣分子经脱水反应结合而成
C6H12O6＋C6H12O6 → C12H22O11＋H2O 常见的双醣
1-2 细胞的 化学组成
三酸甘油酯的构造
课本 P23 讲义 P17
3R─COOH＋C3H5（OH）3 →（RCOO）3C3H5＋3H2O
1-2 细胞的 化学组成
三酸甘油酯主要分类
课本 P22 讲义 P17
大多数动物性脂质的饱和脂肪酸含量高，常温 下呈固态 植物及鱼类的脂质中不饱和脂肪酸含量高，常 温下呈液态 功能：
冰浮于水上，有利于水生生物的生存
1-2 细胞的 化学组成
有机物 ── 醣类
课本 P17 讲义 P14
组成元素：C、H、O 一般可用分子式 Cn（H2O）m 表示 通常 H：O＝2：1，故称为碳水化合物 并非所有碳水化合物的 H、O 比均为 2：1
例如：脱氧核糖（C5H10O4）
1-2 细胞的 化学组成
种类 比较 组成的单醣
特性
麦芽糖
葡萄糖＋葡萄糖
(1) (2)
淀粉水解的部分产物 常见于萌发的种子内
蔗糖
葡萄糖＋果糖
(1) 甘蔗和甜菜中含量较多 (2) 植物筛管内养分的运输型式
乳 糖 葡萄糖＋半乳糖
乳汁中主要的醣类
1-2 细胞的 化学组成
寡醣
课本 P18 讲义 P15
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如：N-乙酰氨基葡萄糖、岩藻糖等。
➢ 寡聚糖与蛋白结合构成糖蛋白，与脂类结合 构成糖脂，在细胞识别中起重要作用。
Trp W
天冬氨酸(asparticacid) Asp D
天冬氨酰(asparagine)
Asn
N
谷氨酰胺(glutamine)
Gln Q
赖氨酸(lysine)
Lys K
精氨酸(arginine)
Arg R
组氨酸(histidine) 谷氨酸(glutamic)
His H Glu E
红色：极性荷正电氨基酸 黑色：非极性氨基酸
A
cyclic GMP (cGMP)
环一磷酸腺苷酸
环一磷酸鸟苷酸
第二节 细胞中的生物大分子
(biomacromolecule in the cell)
1. 多糖 (polysaccharides) 2. 脂质(lipid) 3. 蛋白质(protein) 4. 核酸(nucleic acid)
生物大分子：多糖
细菌细胞的基本化学组成图
第一节 细胞中的小分子物质
➢ 无机小分子: 水、无机盐 ➢ 有机小分子: 单 糖
脂肪酸 氨基酸 核苷酸
水：H2O
阴电性区
阳电性区
1. 水是极性分子。（什么是极性分子？） 2. 问题：为什么有亲水分子和疏水分子？
亲水分子(Hydrophilic molecules)
离子物质溶于水是因为水分子被阴、阳离子电荷所吸引; 含极性键物质如尿素易溶于水是因为与水分子形成氢键。
嘌呤(purine) :A、G
碱基
(bases) 嘧啶(pyrimidine):C、T、U
碱基
尿嘧啶
胞嘧啶
腺嘌呤
胸腺嘧啶
嘧啶
pyrimidine
嘌呤
purine
鸟嘌呤
三磷酸腺苷酸含高能磷酸键，是重要的能量载体。
环一磷酸腺苷酸和环一磷酸鸟苷酸作为信号分子， 在细胞信号转导中起重要作用。
2
cyclic AMP (cAMP)
20种氨基酸名称及缩写符号
名 称 三字符号 一字符号
丙氨酸(alanine) Ala A
甘氨酸(glycine)
Gly G
丝氨酸(serine)
Ser S
亮氨酸(leucine)
Leu L
异亮氨酸(isoleucine) Ile
I
苏氨酸(threonine) Thr T
半胱氨酸(cysteine) Cys C
有机小分子：核苷酸
碱基 磷酸
戊糖
1. 构成核苷酸的碱基、戊糖、磷酸三部分； 2. 根据碱基和戊糖的不同分不同类型。
磷酸(phosphoric acid)
核苷酸
戊糖： 核糖(ribose) 或
(nucleotide)
(pentose) 脱氧核糖(desoxyribose)
核苷
(nucleoside)
参与细胞代谢反应、维持细胞内外渗透压和pH、 组成有一定功能的结合蛋白、参与信号转导等。
有机小分子
分子质量：100-1000Da 1. 单糖(monosaccharide) 2. 脂肪酸(fatty acid) 3. 氨基酸(amino acid) 4. 核苷酸(nucleotide)
有机小分子： 单糖
羧基 （亲水）
烃链 （疏水）
饱和脂肪酸(saturated)
不饱和脂肪酸 (unsaturated)
疏水烃链; 亲水羧基–COOH与其它分子共价结合形成各种脂类。
有机小分子：氨基酸
氨基
羧基
R
R
1. 兼性分子 2. 参与蛋白质构成的氨基酸有20种
根据侧链R基团的带电性和极性分类： 1. 带负电荷的酸性氨基酸：Asp、Glu 2. 带正电荷的碱性氨基酸: Lys 、Arg 、His 3. 不带电荷的极性氨基酸 4. 不带电荷的非极性氨基酸
糖原、淀粉(glycogen、starch)：能量储备 纤维素(cellulose) : 细胞壁成分 寡聚糖(oligosaccharides): 构成糖蛋白和糖脂 糖胺聚糖(glycosaminoglycan) : 细胞外基质成分
糖原
糖原、淀粉、纤维素由同 一种类单糖聚合而成
淀粉
纤维素
back
寡聚糖和糖蛋白、糖脂
蛋氨酸(甲硫氨酸)Met M
(methionine)
缬氨酸(valine)
Val V
脯氨酸(proline) Pro P
兰色：极性荷负电氨基酸 绿色：极性不带电氨基酸
名称
三字符号 一字符号
苯丙氨酸(phenylalanine) Phe F
酪氨酸(tyrosine)
Tyr Y
色氨酸(trypotophane)
组成细胞的元素
大量元素：C、H、 O 、 N 少量元素：Na、 Mg、 P、S、
Cl、 K、 Ca、 Fe 微量元素：占0.1%
组成细胞的分子
小分子物质:
➢ 无机小分子: 水(water)、无机盐( inorganic salt) ➢ 有机小分子: 单糖(monosaccharide) 、脂肪酸(fatty acid)
疏水分子(Hydrophobic molecules)
以非共价键占优势的分 子一般不易溶于水被称 为疏水性的。烃类分子 含许多C-H键，它们不 吸引水分子或不与水分 子形成氢键。
无机盐
无机盐在细胞中均以离子状态存在：
➢ 阳离子：Na+、 K+ 、Ca2+ 、Fe2+、 Mg2+ 等 ➢ 阴离子： Cl-、SO42-、PO43- 等
己糖（六碳糖）：葡萄糖、半乳糖、甘露糖 戊糖（五碳糖）：核糖、脱氧核糖
己糖是多糖的基本单元；戊糖是核酸的组成单位。
最主要的单糖
葡萄糖 核糖
甘露糖
葡萄糖
半乳糖
己糖C6H12O6的同分异构体(
核糖是RNA的组成单位
脱氧核糖是DNA的组成单位
有机小分子：脂肪酸
氨基酸(amino acid) 、核苷酸(nucleotide)
生物大分子(biomacromolecule):
多糖(polysaccharides) 、脂质(lipoid) 、 蛋白质(protein) 、核酸(nucleic acid)
活细胞都有相似的基本化学组成和化学性质； 细菌是最小、最简单的细胞。
染
细胞壁
色
质
糖类
细胞膜
淀粉
核糖体
线粒体 微管
细胞与大分子的关系
➢ 分子组成与细胞的关系
组成细胞的结构成分：
染色质：
DNA、蛋白质
核仁、核糖体：RNA、蛋白质
生物膜：
蛋白质、脂质、糖
细胞骨架： 蛋白质
细胞外基质： 蛋白质、糖胺聚糖
第三章 细胞的分子组成
第一节 细胞中的小分子物质 第二节 细胞中的生物大分子