高一生物必修1課堂筆記二

　　Chap2組成細胞的分子

　　§2.1 細胞中的元素和化合物

　　2.1.1組成細胞的元素可按不同原則進行分類

　　1、按含量是否超過萬分之一，分為大量元素和微量元素。

　　大量元素主要是指：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等

　　2、從作用看，C是最基本元素(原因見“生物大分子以碳鏈為骨架)

　　2.1.2組成細胞的化合物可分為有機化合物和無機化合物

　　1、組成細胞的化合物分為無機化合物和有機化合物

　　2、無機化合物包括水和無機鹽，其中水在生物體鮮重中含量最多

　　3、有機化合物包括糖類、脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)，其中蛋白質(zhì)在有機化合物中是含量最多的

　　說明：上述物質(zhì)含量均是整體而言的，具體組織細胞中可能存在差異。例如，貯存脂肪的脂肪細胞中含量最多的化合物是脂質(zhì)，而不是水或蛋白質(zhì)。

　　2.1.3檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)(具體見實驗部分)

　　實驗原理：

　?、?、還原糖和斐林試劑(現(xiàn)配)在加熱條件下生成磚紅色沉淀。

　　Ⅱ、脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色;或可被蘇丹Ⅳ染液染成紅色。

　?、?、蛋白質(zhì)和雙縮脲試劑混合發(fā)生反應(yīng)顯紫色。

　?、?、碘液和淀粉混合變藍色。

　　材料、儀器與用具

　?、瘛⑻O果或梨勻漿，馬鈴薯勻漿，花生種子或花生種子勻漿，豆?jié){或鮮肝提取液。

　?、?、雙面刀片，試管，試管夾，試管架，大小燒杯，小量筒，滴管，水浴鍋，載玻片，蓋玻片，毛筆，吸水紙，顯微鏡。

　?、?、斐林試劑(甲液：0.1g/mL的NaOH，乙液：0.05g/mL的CuSO4，甲乙液混合后現(xiàn)配現(xiàn)用)，雙縮脲試劑(A液：0.1g/mL的NaOH，B液0.01g/mL的CuSO4，A液和B液順次加入使用)，蘇丹Ⅲ或Ⅳ染液，50%酒精。

　　§2.2 生命活動的主要承擔者

　　2.2.1組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類

　　1、組成蛋白質(zhì)的氨基酸具有相似的結(jié)構(gòu)：

　　一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)連接在同一個碳原子上

　　不同的氨基酸具有不同的R基，生物體內(nèi)的氨基酸主要約20種

　　Eg：根據(jù)人體能否自身合成，氨基酸可分為必需氨基酸和非必需氨基酸。

　　2.2.2蛋白質(zhì)是由氨基酸連接而成具有一定空間結(jié)構(gòu)的生物大分子

　　1、蛋白質(zhì)的基本單位(或單體)是氨基酸

　　2、氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵的方式連接成二肽，依次再形成三肽、四肽等多肽……

　　3、多肽通常呈鏈狀，也叫多肽鏈。一條或多條多肽鏈可折疊盤曲形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的有生物活性的蛋白質(zhì)

　　說明：

　?、倜織l多肽鏈至少含有一個游離氨基和一個游離羧基(至少是因為R基上也可能含有氨基或羧基)

　　②在一條肽鏈中有：

　　氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+1

　?、廴绲鞍踪|(zhì)由多條肽鏈構(gòu)成，則：

　　氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)

　　(②可看作是③的特例)

　　Eg:如人胰島素由2條肽鏈構(gòu)成，含有51個氨基酸，具有49個肽鍵。血紅蛋白由4條肽鏈構(gòu)成，含有574個氨基酸，具有570個肽鍵。

　　4、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性，這是因為：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列次序可以不同，多肽鏈折疊盤曲形成的空間結(jié)構(gòu)也多種多樣。

　　2.2.3蛋白質(zhì)因結(jié)構(gòu)的多樣性而具有多種多樣的功能

　　1、蛋白質(zhì)具有多種多樣的功能，是生命活動的主要承擔者。

　　Eg：

　　催化作用(有些蛋白質(zhì)是生物催化劑——酶);

　　結(jié)構(gòu)功能(角蛋白等屬于結(jié)構(gòu)蛋白);

　　運輸功能(血紅蛋白可運輸氧氣，屬于運輸?shù)鞍?;

　　調(diào)節(jié)功能(有些可以調(diào)節(jié)機體生命活動的激素是蛋白質(zhì)，如胰島素);

　　免疫功能(抗體是蛋白質(zhì))。

　　2、蛋白質(zhì)的生物活性依賴特定的空間結(jié)構(gòu)。

　　變性會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，從而失去生物活性

　　Eg：高溫、過酸過堿或重金屬離子等可以使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這屬于蛋白質(zhì)的變性，通常劇烈的變性難以逆轉(zhuǎn)。

　　§2.3 遺傳信息的攜帶者(更多詳細內(nèi)容參見必修二)

　　2.3.1核酸是遺傳信息的攜帶者

　　1、核酸可分為兩種：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)

　　注意：單獨存在的病毒含有一種核酸(DNA或RNA)，而細胞同時含有兩種核酸(DNA和RNA)。

　　2、核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)合成中具有極其重要的作用

　　2.3.2核酸在細胞中的分布——觀察DNA和RNA在細胞中的分布

　　實驗原理

　　Ⅰ、甲基綠和吡啰紅與兩種核酸的親和力不同，RNA結(jié)合吡啰紅顯紅色，DNA結(jié)合甲基綠顯綠色。

　?、?、鹽酸能改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞;同時使染色體中DNA和蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。

　　材料、儀器與用具

　?、?、人口腔上皮細胞

　?、颉?，小燒杯，溫度計，滴管，消毒牙簽，載玻片，蓋玻片，鐵架臺，石棉網(wǎng)，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微鏡

　?、?、質(zhì)量分數(shù)0.9%的NaCl溶液，8%的鹽酸，吡啰紅甲基綠染色劑(現(xiàn)配現(xiàn)用)，蒸餾水

　　實驗結(jié)果

　　細胞核主要呈現(xiàn)綠色，細胞質(zhì)主要呈現(xiàn)紅色。說明DNA主要位于細胞核(線粒體和葉綠體也有少量DNA)，RNA主要位于細胞質(zhì)。

　　2.3.3 核酸的結(jié)構(gòu)——核酸是由核苷酸連接而成的長鏈

　　1、構(gòu)成核酸的基本單位(或單體)是核苷酸

　　Ⅰ、核苷酸可水解成一分子五碳糖、一分子含氮堿基和一分子磷酸

　?、?、核糖核酸的單體是核糖核苷酸，其五碳糖為核糖。依據(jù)堿基不同，核糖核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤核糖核苷酸(含堿基A)、鳥嘌呤核糖核苷酸(含堿基G)、胞嘧啶核糖核苷酸(含堿基C)和尿嘧啶核糖核苷酸(含堿基U)。

　　Ⅲ、脫氧核糖核酸的單體是脫氧核苷酸，其五碳糖為脫氧核糖。依據(jù)堿基不同，脫氧核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸(含堿基A)、鳥嘌呤脫氧核苷酸(含堿基G)、胞嘧啶脫氧核苷酸(含堿基C)和胸腺嘧啶脫氧核苷酸(含堿基T)。

　　2、核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接形成核苷酸鏈

　　3、RNA通常是單鏈。DNA通常由雙鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)

　　§2.4 細胞中的糖類和脂肪

　　2.4.1糖類是主要的能源物質(zhì)

　　1、糖類可分為還原糖和非還原糖;也可依據(jù)水解情況分為單糖、二糖和多糖

　　Eg：葡萄糖、果糖等單糖以及麥芽糖都屬于還原糖。蔗糖和多糖是非還原糖。

　?、?、單糖不能再被水解。其中核糖、脫氧核糖和葡萄糖極其重要。只有單糖才能被直接吸收利用

　　說明：核糖和脫氧核糖參與構(gòu)成RNA和DNA，葡萄糖是最常利用的呼吸作用底物。

　　Ⅱ、二糖由兩分子單糖縮合而成，常見的二糖包括乳糖、蔗糖和麥芽糖等

　　Eg：乳糖=葡萄糖+半乳糖;

　　蔗糖=葡萄糖+果糖;

　　麥芽糖=葡萄糖+葡萄糖

　?、蟆⒗w維素、淀粉和糖原(肝糖原和肌糖原)等多糖的單體都是葡萄糖

　　2、糖類是主要的能源物質(zhì);纖維素是植物細胞壁的成分，還具有支持、保護作用

　　2.4.2脂質(zhì)可分為脂肪、類脂(如磷脂)和固醇等

　　1、細胞中的脂質(zhì)包括脂肪、磷脂和固醇

　?、?、脂肪是主要的儲能物質(zhì)(因為單位質(zhì)量的脂肪氧化分解釋放的能量比糖類多)，還具有保溫、緩沖和減壓等作用

　　Ⅱ、磷脂是細胞膜和細胞器膜的重要成分

　　注意：磷脂(含膽堿因而)含有N元素。

　?、?、固醇包括膽固醇、性激素和維生素D等

　?、倌懝檀际羌毎さ闹匾煞?，在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸。

　　②性激素能促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成。

　　③維生素D能促進人和動物腸道對Ca和P的吸收。

　　2.4.3生物大分子以碳鏈為骨架

　　1、生物大分子是由單體經(jīng)縮合而成的多聚體

　　2、多糖、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子都是由單體聚合而成的多聚體，每一個單體都以若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架。

　　3、正是由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用，所以碳是生命的核心元素

　　§2.5 細胞中的無機物

　　2.5.1沒有水就沒有生命

　　1、生物體內(nèi)的水可分為自由水(游離形式存在自由流動)和結(jié)合水(與細胞內(nèi)其他物質(zhì)結(jié)合)

　　2、自由水的功能和新陳代謝密切相關(guān)，代謝強時，自由水/結(jié)合水的比值高

　?、?、良好的溶劑

　?、?、參與重要的生物化學(xué)反應(yīng)

　?、蟆⒍嗉毎锏慕^大多數(shù)細胞生存在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中

　?、?、運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物

　　3、結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。結(jié)合水丟失意味著細胞結(jié)構(gòu)的破壞，可導(dǎo)致細胞死亡

　　Eg：生長旺盛的植株比種子的自由水含量高，其新陳代謝也更加旺盛;而種子的結(jié)合水含量比生長旺盛的植株高，其抗性(抵抗逆境，如干旱等)則更強。

　　2.5.2無機鹽主要以離子形式存在，對維持機體正常生命活動有重要作用

　　1、生物體中的無機鹽主要以離子形式存在

　　2、生物體內(nèi)無機鹽具有重要的作用：

　　Ⅰ、參與構(gòu)成細胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物

　　Eg：Fe2+參與構(gòu)成血紅蛋白，Mg2+參與構(gòu)成葉綠素等。

　　Ⅱ、維持細胞和生物體的生命活動

　　Eg：缺Ca會引起肌肉抽搐，血鈣過高會導(dǎo)致肌無力。無機鹽對于維持酸堿平衡(必修三學(xué)習(xí))維持滲透壓平衡(必修三學(xué)習(xí))等具有重要作用