高中生物知识点:细胞中的化合物
◎ 细胞中的化合物的定义
组成细胞的化合物:

1.组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。
2.组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物。无机化合物包括水和无机盐,有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。
3.各类化合物及含量
 

可以看出:组成细胞的化合物中,含量最高的是水,细胞干重中,含量最高的是蛋白质。

◎ 细胞中的化合物的知识扩展

细胞中的化合物:水(含量最高的化合物)、无机化合物、无机盐、脂质、有机化合物、蛋白质(干重中含量最高的化合物)、核酸、糖类。
物质的基本组成单位是相同:胰岛素,生长激素,抗体。
物质在元素组成上最相似的—组是ATP、DNA、RNA。
生物体生命活动需要的最终能源、主要能源物质、直接能源、主要储能物质依次是太阳光、糖类、ATP、脂肪。
激素、酶和维生素的共同点:需要量很小,作用很大。
生物大分子:生物大分子是构成生命的基础物质,以肽链为骨架,包括蛋白质、核酸、碳氢化合物等。常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂质、多糖。
ATP元素组成:C、H、O、N、P;谷氨酸元素组成:C、H、O、N;核苷酸元素组成:C、H、O、N、P;脂肪酸元素组成:C、H、O。
一、蛋白质:生命活动的主要承担者,是组成细胞的含量最多的有机物。系统素的合成与分泌与核糖体、内质网和高尔基体有直接关系;系统素是植物感受创伤的化学信号分子;系统素是多肽,因此可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
(1)蛋白质的结构:蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
(2)蛋白质的功能:
①构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)
②催化细胞内的生理生化反应)
③运输载体(血红蛋白)
④传递信息,调节机体的生命活动(胰岛素)
⑤免疫功能(抗体)
1、氨基酸:是组成蛋白质的基本单位。
结构通式:
氨基酸分为必须氨基酸和非必须氨基酸。
(1)必需氨基酸(essentialaminoacid):指人体(或其它脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必需由食物蛋白供给,这些氨基酸称为必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%~37%。
共有8种其作用分别是:
赖氨酸:促进大脑发育,是肝及胆的组成成分,能促进脂肪代谢,调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢,防止细胞退化;
色氨酸:促进胃液及胰液的产生;
苯丙氨酸:参与消除肾及膀胱功能的损耗;
蛋氨酸(甲硫氨酸):参与组成血红蛋白、组织与血清,有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能;
苏氨酸:有转变某些氨基酸达到平衡的功能;
异亮氨酸:参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢;脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺;
亮氨酸:作用平衡异亮氨酸;
缬氨酸:作用于黄体、乳腺及卵巢。
(2)半必需氨基酸和条件必需氨基酸:精氨酸:精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂(明诺芬)是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。
组氨酸:可作为生化试剂和药剂,还可用于治疗心脏病,贫血,风湿性关节炎等的药物。
人体虽能够合成精氨酸和组氨酸,但通常不能满足正常的需要,因此,又被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸,在幼儿生长期这两种是必需氨基酸。人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降,成人比婴儿显著下降。(近年很多资料和教科书将组氨酸划入成人必需氨基酸)
(3)非必需氨基酸(nonessentialaminoacid):指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成,不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。
2、蛋白质的结构:蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
氨基酸的脱水缩合:

蛋白质结构多样性的原因:构成蛋白质的氨基酸的种类,数目,排列顺序,以及空间结构不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。蛋白质水解后为氨基酸
(1)脱下的水分子数=肽键数目=氨基酸数-肽链数。对于一条肽链来说,“至少”应有的氨基和羧基数都是一个。若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链,则可形成(n-m)个肽键,脱去(n-m)个水分子,至少有氨基和羧基分别为m个。
(2)荧光蛋白的空间结构被破坏,其特定功能会消失,不能再发挥类似追踪元素的作用来研究癌细胞的转移;氨基酸的羧基形成肽键后还有一个氧原子,m个氨基酸形成n条肽链中至少含有n+m个氧原子;蛋白酶只能将蛋白质分解为多肽,多肽在多肽酶的作用下可以继续水解为氨基酸;在翻译过程中信使RNA可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)蛋白质热变性时,只是空间结构发生改变;环状多肽含有多少个氨基酸,水解就需要多少分子的水;而链状多肽水解需要的水分子数=氨基酸数-肽链条数,因此由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子,含N条肽链,其中Z条是环状肽链,这个蛋白质分子完全水解共需要M-N+Z个水分子。
3、蛋白质的功能:
(1)构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)
(2)催化细胞内的生理生化反应)
(3)运输载体(血红蛋白)
(4)传递信息,调节机体的生命活动(胰岛素)
(5)免疫功能(抗体)
4、蛋白质的盐析性质:少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠等)能促进蛋白质的溶解,但如向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出。这种作用叫做盐析。这样析出的蛋白质在继续加水时,仍能溶解,并不影响原来蛋白质的性质。采用多次盐析,可以分离和提纯蛋白质。
二、核酸:包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
(1)DNA:
结构:
DNA的碱基种类为4种;脱氧核糖核苷酸种类为4种。 DNA分布在细胞核,线粒体,叶绿体。 DNA的主要功能是遗传信息的传递与表达
(2)RNA:
结构:
RNA的碱基种类为4种;核糖核苷酸种类为4种。
RNA的功能具有多样性。分为tRNA、rRNA、mRNA。
RNA分布在细胞核(rRNA,mRNA),线粒体,叶绿体,核糖体,细胞质中。
对于原核生物来说DNA分布在细胞质。
RNA分布在细胞质和核糖体中。化学元素组成:C、H、O、N、P
(3)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极其重要的作用。
核酸多样性的原因:核苷酸种类繁多;排列顺序不同;核苷酸的组成种类不同。
三、糖类和脂质:
糖类主要的能源物质,糖类分子由元素C、H、O组成;脂类是组成细胞核生物体的重要有机化合物,由C、H、O、N、P元素组成单体和多聚体的概念:生物大分子如蛋白质是由许多氨基酸连接而成的。核酸是由许多核苷酸连接而成的。氨基酸、核苷酸、单糖分别是蛋白质、核酸和多糖的单体,而这些大分子分别是单体的多聚体。
(1)糖的种类:单糖、二糖(蔗糖、红糖、麦芽糖)、五碳糖(核糖)、多糖(淀粉、纤维素、糖原);单糖指葡萄糖(C6H12O6)是生命活动的主要能源物质
(2)脂质的种类:脂肪:储能,保温,缓冲减压磷脂:构成细胞膜和细胞器膜的主要成分固醇包括:
①胆固醇:构成细胞膜重要成分;参与人体血液中脂质的运输。
②性激素:促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,激发并维持第二征
③维生素D:促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。
四、水:
自由水:细胞中绝大部分的水一游离的形式存在,可以自由流动。
结合水:与细胞内的其他物质相结合。
作用:细胞内良好溶剂;运输养料和废物;许多生化反应有水的参与。
自由水与结合水的关系:自由水和结合水可相互转化细胞含水量与代谢的关系:代谢活动旺盛,细胞内自由水水含量高;代谢活动下降,细胞中结合水水含量高。
五、无机物:细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
无机盐的作用:
(1)细胞中许多有机物的重要组成成分;
(2)维持细胞和生物体的生命活动有重要作用;
(3)维持细胞的酸碱平衡;
(4)维持细胞的渗透压。
(5)无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用部分无机盐的作用:
缺碘:地方性甲状腺肿大(大脖子病)、呆小症缺钙:抽搐、软骨病,儿童缺钙会得佝偻病,老年人会骨质疏松缺铁:缺铁性贫血。

◎ 细胞中的化合物的知识导图

生命的物质基础:
 

◎ 细胞中的化合物的知识点拨

知识点拨:

(1)并不是所有细胞中化合物的含量都相同,不同生物的细胞,同一个体不同种类的细胞,各种化合物的含量往往有所不同,但化合物的种类基本相同。
(2)注意各类有机物的元素组成:
糖类:仅含C、H、O
脂质:C、H、O(脂肪和固醇);C、H、O、N、P(磷脂)
蛋白质:主要含C、H、O、N
核酸:C、H、O、N、P。
(3)细胞中的元素与化合物对比记忆表:  

大量元素 C.H.O.N.P.S.K.Ca.Mg
微量元素 Fe.Mn.Zn.Cu.B.Mo等
最基本元素 C
鲜重含量最多的元素 O
干重含量最多的元素 C
鲜重含量最多的化合物
干重含量最多的化合物 蛋白质
不含N元素的有机化合物 糖类、脂肪、固醇
含有N元素、同时含S元素的有机化合物 某些蛋白质
含有N元素、同时含P元素的有机化合物 核酸、脂质中的磷脂等

(4)大量元素与微量元素的记忆方法
①大量元素(C、H、0、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用谐音“她请杨丹留人盖美家”来记。
②微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记。   

◎ 细胞中的化合物的教学目标
1、使学生识记细胞中的化合物 种类。
2、识记细胞中化合物 的含量。
◎ 细胞中的化合物的考试要求
能力要求:了解/识记
课时要求:1
考试频率:易考
分值比重:0.5
◎ 细胞中的化合物的所有试题
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