细胞的化学组成

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二 细胞的化学组成
1 大量:C、H、O、N、P、Ca、(98%)
元素   微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等
  (20种)  最基本:C,生物大分子以碳链为骨架
物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
基础            水:主要组成成分;一切生命活动离不开水
           无机物  无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用
      化合物       蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者/体现者
                核酸:携带遗传信息
           有机物  糖类:主要的能源物质
                脂质:主要的储能物质
生物界与非生物界的统一性和差异性 统一性:构成生物体的元素在无机自然界都可以找到,没有一种是生物所特有的。 差异性:组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。
2 结合水:(4.5%)结合在脂肪,蛋白质等有机物中

自由水:(95%)游离形式 功能: 细胞内良好的溶剂
生物化学反应也有水的参与
运送营养物质与代谢废物
各种生物体的一切生命活动都离不开水
自由水比结合水的比值反映了生物体的代谢强弱情况,一般来说,自由水/结合水越大则生物体代谢越旺盛,反之则越缓慢。
3无机盐:离子形式存在(主要) 功能: 维持细胞的酸碱平衡
合成有机物的原料
合成某些特殊生理功能物质的原料
化合态:复杂化合物的成分
克山病:缺硒(缺Fe,I,P,Mg,Ca等的症状。P15) (植物N,P,K,Mg缺乏或过剩的症状。P16)
Fe:是组成血红蛋白的必需元素 I:是组成甲状腺激素的必需元素(缺I:大脖子病)
Mg:是组成叶绿素的必需元素 Ca:是人体骨骼,牙齿中的主要成分
组成生物体的有机物:糖类,蛋白质,脂质,核酸。 C骨架(链状,分支链状,环状)
4糖类(碳水化合物)
组成元素:C、H、O
功能:细胞的重要成分,也是细胞主要的能源物质
单糖: 核糖和脱氧核糖;葡萄糖 (所有细胞中),果糖(植物细胞中),
半乳糖(动物细胞中)
种类 二糖:蔗糖(一分子果糖和一分子葡萄糖)
麦芽糖(两分子葡萄糖) (植物细胞)
乳糖(动物细胞,半乳糖和葡萄糖)
多糖:淀粉和纤维素(存在植物细胞中)和糖原(动物细胞中,肝糖原和肌糖原)
<这三种多糖均由葡萄糖组成>(大分子物质)
淀粉:植物细胞中的重要储能物质 还原性糖:单糖(葡萄糖,果糖,半乳糖)
糖原:动物细胞中的重要储能物质 麦芽糖,乳糖。
脂肪:动植物个体主要的储能物质 用菲林试剂鉴定(砖红色沉淀)
葡萄糖:动植物主要的能源物质
纤维素:植物细胞特有的,细胞壁的主要成分。
元素
类别
存在
生理功能
糖类
C、H、O
单糖
核糖C5H10O5
主细胞质
核糖核酸的组成成分;
脱氧核糖C4H10O5
主细胞核
脱氧核糖核酸的组成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6 果糖等
主细胞质
葡萄糖是生物体进行生命活动的重要能源物质
二糖
C12H22O11
麦芽糖、蔗糖
植物
乳糖
动物
多糖
纤维素
是植物细胞壁的组成成分
淀粉
植物
植物细胞重要的储能物质
糖原(肝、肌)
动物
动物细胞重要的储能物质;
5脂质的比较:
分类
元素
常见种类
功能
脂质
(共性是不溶于水)
脂肪
C、H、O

储存能量;保温;缓冲;减压
磷脂
C、H、O
(N、P)

构成生物膜重要成分
固醇
胆固醇
细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。
性激素
维生素D
6蛋白质(是细胞含量最多的有机物。)生命活动的主要承担者
脱水缩合: 在蛋白质的形成过程中,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合
结构
元素组成
C、H、O、N,有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
单体
氨基酸 (约20种,必需8种,非必需12种)
化学结构
由2个AA分子缩合而成的化合物叫二肽. 由多个AA分子缩合而成的化合物叫多肽.含有多个肽键的化合物,叫多肽。
多肽呈链状结构,叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。
结构特点
由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同,于是肽链的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构是极其多样的。
功能
○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。
构成细胞和生物体的重要物质:如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质;
有些蛋白质有催化作用:如各种酶;
有些蛋白质有运输作用:如血红蛋白、载体蛋白;
有些蛋白质有调节作用:如胰岛素、生长激素等;
有些蛋白质有免疫作用:如抗体。
备注
○连接两个氨基酸分子的键(—NH—CO—)叫肽键。
○各种蛋白质通式:
     
每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上;
各种氨基酸的区别在于R基的不同。
计算
○由N个aa(氨基酸)形成一条肽链围成环状蛋白质时,产生水/肽键 N 个;
○N个aa形成一条肽链时,产生水或肽键 N-1 个;
○N个aa形成M条肽链时,产生水或肽键 N-M 个;
○N个aa形成M条肽链时,每个aa的平均分子量为α,那么由此形成的蛋白质
的分子量为 N×α-(N-M)×18 ;
7核酸 遗传信息的携带者(大分子化合物)。
元素:主要由C、H、O、N、P等元素组成,
结构: (一分子五碳糖,一分子含氮碱基,一分子磷酸)
核苷酸 种类:脱氧核苷酸, 核糖核苷酸 (根据五碳糖的不同)
脱缩
水合
核 酸: 脱氧核糖核酸(DNA), 核糖核酸(RNA)
核苷酸:脱氧核苷酸:因为碱基4种(AGCT),所以脱氧核苷酸有4种,组成DNA
核糖核苷酸:因为碱基4种(AGCU),所以核糖核苷酸有4种,组成RNA
组成生物的碱基共有5种,而核苷酸8种。
含氮碱基(5种):A:腺嘌呤. G:鸟嘌呤. C:胞嘧啶. T:胸腺嘧啶. U:尿嘧啶
核苷酸(8种):DNA : 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
RNA: 腺嘌呤核苷酸 鸟嘌呤核苷酸 胞嘧啶核苷酸 尿嘧啶核苷酸
DNA与RNA的比较(表)
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DNA(脱氧核糖核酸)
RNA(核糖核酸)
结构
双螺旋结构
单链结构
基本元素
C、H、O、N、P
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
化学组成
磷酸(P)+ 脱氧核糖+碱基(A.T.G.C)
(五碳糖)
磷酸(P)+ 核糖+碱基(A.T.G.U)
(五碳糖)
存在场所
主要分布于细胞核中
主要分布在细胞质中
主要功能
1遗传信息的携带者
2控制蛋白质的合成和生物的性状
碱基互补配对原则:在DNA分子两条链上的碱基:A与T配对之间形成两个氢键,G与C配对之间形成3个氢键。
试验
还原性糖: 斐林试剂 0.1g/ml NaOH 0.05g/ml CuSO4 甲乙溶液先混合再与还原性糖溶液反应生成砖红色沉淀.还原性糖有:单糖(葡萄糖,果糖,半乳糖)麦芽糖,乳糖。 注:蔗糖是典型的非还原性糖,不能用于该实验。
蛋 白 质: 双缩脲试剂 0.1g/ml NaOH 0.01g/ml CuSO4 先加入A液再加入B液. 成紫色反应。
脂 肪: 苏丹三染液(橘黄色) 或 苏丹四染液(红色)
淀 粉: 碘液 (蓝色)

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