细胞的物质基础和结构基础

肽键数 一条 肽链
a－1
a －1
ab－18 (a－1) ab－18
(a－n)
≥1
n条
肽链
a －n
a －n
≥n
≥n
≥a
蛋白质中含有N、O原子数的计算
①N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数 ②O原子数=肽键数+2*肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水 分子数
主要 功能
①DNA：遗传功能，DNA 是主要的遗传物质 ①结构物质：结构蛋白是 ②RNA 构成细胞和生物体结构的 遗传功能：如烟草花 重要物质 叶病毒的遗传物质是 ②功能物质：催化作用、 RNA 运输作用、调节作用、免 ______________________ 催化功能：某些RNA 疫作用 等 _______ 传递遗传信息:mRNA 运输氨基酸：tRNA
二、水和无机盐
水 无机盐
存在 形式
结合水
自由水
主要以离子形式存在
生 理 作 用
细胞结 构的组 成成分
①细胞内的良好溶 剂 ②运输营养物质和 ①构成复杂化合物 代谢废物 ②维持生命活动 ③参与生物化学 ③维持细胞的酸碱
反应
④细胞生活的液体 环境
平衡和渗透压平衡
无机盐
无机盐生理功能的实验验证
(1)实验组：
DNA
生物 图示
• 特别提示： （1）病毒是没有细胞结构的生物，切不可 把它们当成原核生物。 （2）需氧型细菌等原核生物无线粒体，但 细胞膜上存在着有氧呼吸酶，也能进行有 氧呼吸。 （3）蓝藻属原核生物，无叶绿体，有光合 片层，也能进行光合作用。
二、主要细胞器的结构与功能归纳
（1）
具双层膜：线粒体、叶绿体 结构具单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 不含磷脂分子：核糖体、中心体
主要是内质网
•易错点
•并非所有的糖都是还原糖，如淀粉、纤维素、蔗 糖，都是非还原糖，不能用斐林试剂检测。 •多糖的单体都是葡萄糖，但二糖并不都是由葡萄
糖组成的，如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成。
•并非所有的糖都能作能源物质，如纤维素。
•等质量的脂肪和糖相比，脂肪氧化分解释放的能
量多。
四、蛋白质与核酸的比较
②种类：8种 ③组成差异：脱氧核 脱氧核糖 糖核苷酸含________ 和胸腺嘧啶 核糖核 ___________, 苷酸含 核糖和尿嘧啶
源自文库
D N A ：双螺旋结构 R N A ：一般为单链
合成 场所
DNA 主要在细胞核内复 肽链在 核糖体 上合成， 制生成 分泌蛋白需经__________ 内质网和高 RNA 主要在_______ 细胞核内转 尔基体 加工 录生成
卵分裂分化形成的。 (2)mRNA和蛋白质不同：由于基因的选择性 表达，不同细胞表达的基因不同，产生的 mRNA、蛋白质不同。
4、相关计算
(1)肽链的相关计算 已知形成肽链的氨基酸数为a，氨 基酸的平均相对分子质量为b，则：
脱去的 蛋白质相 游离 水分子 对平均分 的氨 数 子质量 基数 游离 DNA RNA N原 O原 的羧 碱基 碱基 子数 子数 基数 数 数 ≥1 至少 至少 6a 3a 至少 至少 6a 3a ≥a ≥a ＋1 ≥ a ＋n
(2)对照组：
正常植物＋完全培养液→正常生长
产生水的结构及代谢
①叶绿体基质中的暗反应；
②线粒体内膜上有氧呼吸的第三阶段；
③核糖体上氨基酸的脱水缩合；
④植物的高尔基体中合成纤维素 动物的肝脏和肌肉
中合成糖原 （多糖的合成）；
⑤ 细胞核、线粒体、叶绿体中的DNA复制和转录；
⑥ ADP合成ATP时
利用水的代谢过程
强；相反，当细胞中结合水/自由水的比值增大时，植
物抗性增强。
3．结合水与自由水的相互转化 自由水与结合水在一定条件下可以相互转化，如受温 度的影响，温度升高时结合水可转化为自由水，温度 降低时自由水可转化为结合水。
判断题 1.不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相 同，它们的代谢强度也相同 2.细胞有氧呼吸过程的第三个阶段，既有水的 生成，又有水的分解 3.如果白天用含18O的水浇花草，周围空气中的 H2O、O2和CO2中都可能检测出18O
• 例⒈下列有关组成生物体的化学元素的叙述，正确的
是（ D） • A.组成脱氧核糖、ATP和核糖核苷酸的化学元素完全 相同 • B. C是构成细胞的基本元素，在人体活细胞中含量 最多 • C.人、动物和植物所含有化学元素的含量和种类差异
很大
• D.胰岛素、酶、血红蛋白、抗体和核酸都是含有氮元
素的生物大分子
三、 细胞中的能源物质
1、能源物质的种类及关系 主要能源物质是 主要储能物质是 动物细胞中还有 ，植物细胞中还有
能源物质:糖类、脂肪、蛋白质 供能顺序是：糖类―→脂肪―→蛋白质 生物体生命活动的直接能源物质是ATP； 生物体生命活动的最终能量来源是太阳能。
太阳能
ATP中化学能
糖类等能源物质
水解功能
原核细胞 较小
真核细胞 较大 有以核膜为界限的细胞核 植物壁成分：纤维素和果胶 真菌壁成分：几丁质 有核糖体和其它细胞器 有核膜和核仁
本质区别 无以核膜为界限的细胞核
细胞壁
细胞质 细胞核 DNA 遗传 物质
成分：肽聚糖(细菌) 有核糖体，无其它细胞器 拟核，无__核膜___和核仁 拟核、质粒
细胞核：和蛋白质_形成染色体 细胞质：分布于线粒体、叶绿 体内
砖红色
液和乙液混合
后立即加入
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
A液、B液依
次加入
淀粉 脂肪
碘液
蓝色
苏丹Ⅲ染液
苏丹Ⅳ染液 甲基绿
橘黄色
红色 绿色 蓝色 沸水浴加热
DNA 二苯胺
RNA
吡罗红
红色
酒精
橙色的重铬酸钾
溶液
澄清的石灰水 溴麝香草酚蓝水
灰绿色 混浊 黄色
酸性条件下
CO2
溶液
小专题1
细胞的结构基础
一
、
大 小
呼吸作用
生命活动
糖类
脂质
①细胞中主要的能源物质(葡萄糖) 脂肪：生物体主要的储 ②构成细胞结构或化合物的重要成 能物质 分(纤维素是细胞壁的组成成分， 磷脂：构成生物膜的重 要组成成分 核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分 功能 固醇：参与血液中脂质 ) 的运输(胆固醇)胆固醇 ③细胞通讯识别作用的基础(细胞 是动物细胞膜的组成成 膜表面的糖蛋白) 分 、调节新陈代谢和生 ④细胞的储能物质(淀粉、糖原) 殖, 合成 部位 叶绿体、内质网、高尔基体、
小专题1
细胞的物质基础
一、元素
细胞是由 20 多种化学元素组成的,在有机化
合物中碳是最基本的元素,碳链是生物大分子的
骨架。
(1) 糖类、脂质、蛋白质、核酸、
(2) 生态系统的基本功能之一
ATP 在元素组成上怎样联系？
—— 物质循环中的 “ 物质 ” 指的
是组成生物体的元素还是化合物？
归纳、
1、同位素标记法在教材中有哪些应用？
3 个碱基， 上述关系应为每形成1个氨基酸，至少需mRNA上 __ DNA上6个碱基(由于mRNA中存在终止密码子等原因)。
五、有机物水解产物和代谢产物总结
物质
基本 单位 脱氧 核苷酸 核糖 核苷酸
初步水 解产物 4种脱氧 核苷酸 4种核 糖核苷酸
彻底水 解产物 磷酸、脱氧 核糖、含氮
代谢产物
DNA
化合物
有机物：糖类、脂质、蛋白质、核酸 细胞 构 成 细胞膜（边界） 成分 细胞质基质 非膜结构 细胞器 染色质 核仁 细胞壁 真核细胞：纤维素、果胶 流 动 原核细胞：肽聚糖 性 选择透 过性 具膜结构 核膜（有核孔） 生物膜系统 构成 结构 功能
结构 决定 功能
细胞质 （代谢中心）
细胞核 (控制中心）
3H、 18O、 14C、15N、32P、35S
分泌蛋白的合成和运输（3H）
验证光合作用的氧来自水（ 暗反应中碳的去向（
DNA的半保留复制（
14C
18O
）
）
15N） 32P 35S）
噬菌体侵染细菌的实验（
2、从元素含量上分析物质氧化分解时释 放能量的多少
• 糖类和脂肪都只含有C、H、O，但脂肪中 氧含量远远低于糖类，而氢含量高于糖类， 因此，等质量的糖类和脂肪氧化分解时，脂 肪耗氧多，产水多，同时释放的能量也多。 糖类、蛋白质氧化分解释放的能量约17 kJ/g，脂肪氧化分解释放的能量约39 kJ/g。
碱基
磷酸、核糖 、含氮碱基 CO2、H2O 尿素
RNA
蛋白质
氨基酸
多肽
氨基酸
物质
基本单位 初步水解产物
彻底水
代谢产
解产物
物
CO2、 H2O CO2、 H2O
多糖
葡萄糖
二糖
葡萄糖
脂肪
甘油、 脂肪酸
甘油、脂肪酸
甘油、 脂肪酸
六．几种常见物质鉴定的归纳总结
化合物
试剂
颜色反应
备注 水浴加热；甲
还原糖
斐林试剂
①叶绿体类囊体薄膜上的光反应； ②线粒体基质中有氧呼吸的第二阶段； ③ATP水解； ④多糖、蛋白质、脂肪、核酸的水解；
水的知识归纳
1.水的代谢与调节
利用水 光合作用 水的光解
生成水 C3还原
有氧呼吸
第二阶段
第三阶段
2．水的含量与新陈代谢、植物抗性的关系 当细胞中自由水/结合水的比值增大时，细胞代谢会加

1、有关蛋白质或多肽及其功能
蛋白质种类 促激素 释放激素 促激素 生长激素 功能 调节垂体的分泌活动 调节内分泌腺的分泌活动 促进生长，主要是促进蛋白质的合成和 骨的生长 促进肾小管和集合管对水的重吸收 降低血糖 升高血糖
抗利尿激素 胰岛素 胰高血糖素
绝大多数酶
催化作用
抗体
抗毒素
免疫作用
与外毒素特异性结合的蛋白质
干扰素 细胞膜上的载体蛋 白 细胞膜表面的受体 蛋白(糖蛋白)
神经递质的受体
T细胞产生的抗病毒、抗肿瘤 的可溶性糖蛋白
运输作用 识别、通讯作用 神经递质作用于突触后神经元 或效应器细胞的受体
完善下面四大有机化合物之间关系的网络图
糖类 脂质
N
N、 P
蛋白质
(3)核酸、核苷酸、含氮碱基种类与生物种类的关系：
生物种类 细胞生物 (原核、真 核生物) 病毒
核酸 2种， DNA和 RNA
核苷酸 8种
含氮碱基 5种，A、G、 C、T、U 4种，A、G、 C、T或U
1种， DNA或 RNA
4种
(4)同一个体的不同体细胞中核DNA、mRNA
与蛋白质的关系
(1)核DNA相同：不同体细胞都是由一个受精
(2)功能上： ①与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器)： 叶绿体：光能(→电能)→活跃的化学能→稳定的化学能； 线粒体：稳定的化学能→活跃的化学能。 ②与主动运输有关的细胞器： 线粒体——供能、核糖体——合成载体蛋白； ③参与细胞分裂的细胞器： 核糖体——间期蛋白质合成； 中心体——由它发出的星射线构成纺锤体； 高尔基体——与植物细胞分裂时细胞壁的形成有关； 线粒体——供能。
（3）从分布上分 高尔基体、线粒体、核 糖体、 ①动植物细胞一般均有的细胞器： 内质网等； ②动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器：中心体； ③植物细胞特有的细胞器： 液泡、叶绿体。
蛋白质 核酸
元 素 C、H、O、N，有 C、H、O、N、P 组 的含P、S等 成 组 核 核糖核苷酸（4种） 成 氨基酸(约20种) 苷 单 酸 脱氧核糖核苷酸（4种） 位
①氨基酸结构通式：
①核苷酸结构模式图
基本 单位 ②种类：约20种，氨基酸的 不同在于R基的不同 1个—NH2 ③特点：至少含有_________ _________________ ，且连在 和1个—COOH 同一碳原子上 分子 氨基酸 脱水缩合 肽链 结构 盘曲、折叠蛋白质
(2)核苷酸脱水缩合形成核酸过程中的有关规律
n－2 n个脱氧核苷酸合成双链DNA失去的水分子数_____ 。 n个核糖核苷酸合成RNA失去的水分子数为 _____ n－1。
(3)氨基酸与相应核酸的碱基(核苷酸)数目的对应关系：
脱氧核苷酸 6 ∶ 核糖核苷酸 3 氨基酸 ∶ 1
转录 翻译 DNA(基因)――→ mRNA――→ 蛋白质
翻译
转录 RNA 逆转录
DNA
2、用图示分析蛋白质多样性和DNA多样性的原因以及DNA 多样性、蛋白质多样性与生物多样性之间的关系。
根本原因
直接原因
3、DNA、RNA (1)DNA和RNA在组成上的差异： ①五碳糖不同 ②含N碱基不完全相同A、G、C (2)RNA与 ATP的关系： ①元素组成都是C、H、O、N、P。 ②ATP去掉二个磷酸基团后的剩余部分是组 成RNA的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸
专题复习
专题1 细胞的物质基础和结构基础
专题2、细胞的生命历程
专题3、细胞代谢 专题4、遗传变异与进化
专题5、生命的稳态与调节 专题6、生态学专题与环境保护
专题1 细胞的物质基础和结构 基础
大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
化学元素 分子组成 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 无机物：水、无机盐