全章复习与测试教学设计(第一课时)

第二章组成细胞的元素和化合物

第一节细胞中的元素和化合物

一、生物界与非生物界

统一性：元素种类大体相同

差异性：元素含量有差异

二、组成细胞的元素

微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等

大量元素（20种）：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等

元素 主要元素（97%）：C、H、O、N、P、S 基本元素（90%）：C、H、O、N 最基本元素：C,干重下含量最高48.8% ，生物大分子以碳链为骨架

物质基础 （O，鲜重下含量最高）

无机化合物 水：主要组成成分，一切生命活动都离不开水。

化合物 无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用

蛋白质：生命活动（或性状）的主要承担者（体现者）

有机化合物 核酸：携带遗传信息

糖类：主要的能源物质

脂质：主要的储能物质

△生物（如沙漠中仙人掌）鲜重中，含量最多化合物为水，干重中含量最多的化合物为蛋白质。

三、※

检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质

（1）糖类鉴定（还原性糖和淀粉）

斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH

乙液：0.05g/ml的CuSO4）

注意事项：①还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖（还原糖鉴定材料不能选用甘蔗）

②甲、乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，斐林试剂必须现配现用（与双缩脲试剂不同，双缩脲试剂先加A液，再加B液）

③斐林试剂必须用水浴加热

颜色变化：斐林试剂

浅蓝色→棕色→砖红色

碘液颜色变化：变蓝

!

水浴加热

还原糖

+ 斐林试剂

砖红色沉淀

糖类

淀粉

+ 碘液

蓝色

（2）脂肪的鉴定

注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。

②酒精的作用是：洗去浮色

③需使用显微镜观察

④使用不同的染色剂染色时间不同

颜色变化：脂肪颗粒被染成

苏丹Ⅲ→橘黄色

苏丹Ⅳ→红色

苏丹Ⅲ染液

橘黄色

脂肪

+

呈现

苏丹Ⅳ染液

红色

（3）蛋白质的鉴定

试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOH

B液：

0.01g/ml的CuSO4 ）

注意事项：①先加A液1ml，再加B液4滴

②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比

颜色变化：变成紫色

蛋白质

+

双缩脲试剂

紫色

呈现

呈现

呈现

第二节

生命活动的主要承担者——蛋白质

一、

氨基酸结构及其种类

1.氨基酸的组成元素：C、H、O、N、( S ) 2.氨基酸的结构通式：

H

结构要点：一个中心三个基本点。至少含有一个H, 一个氨基（-NH2）和

丨

一个羧基（-COOH），并且都连接在同一个C原子上。

H2N ―C―COOH

氨基酸的种类由R基（侧链基团）决定。

丨

R 氨基酸是组成蛋白质的基本单位（或单体）。

3.氨基酸种类：生物体中含氨基酸约20种

必需氨基酸(8)种：人体不能合成，必须从外界环境中获取。

非必需氨基酸(12)种：人体能够合成，可以不用从外界环境中获取。

二、蛋白质的结构及其多样性

1.※氨基酸形成蛋白质的方式——→脱水缩合（书22页过程）

肽键的几种写法

O

HHO

丨

‖

‖

丨

—CO—NH—

或

—NH—CO—

或

—C—N—

或

—N—C—

蛋白质的结构

氨基酸

二肽

三肽

多肽

多肽链

一条或若干条多肽链盘曲折叠

蛋白质

2.蛋白质（占细胞鲜重的7%~10%，占干重的50%）

结构

元素组成

C、H、O、N，有的含有P、S、Fe、Zn、Cu、B、I等

单体

氨基酸（约有20种，必需氨基酸8种，非必需氨基酸12种）

化学结构

由多个氨基酸分子脱水缩合而成，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

高级结构

多肽链形成不同的空间结构

结构特点

由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式极其多样的（蛋白质多样性原因）

功能

蛋白质的结构多样性决定了它的特异性和功能多样性

1.构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白；

2.有些蛋白质有催化作用：如酶；

3. 有些蛋白质有调节作用：如胰岛素、生长激素；

4. 有些蛋白质有免疫作用：如抗体，抗原；

5. 有些蛋白质有运输作用：如红细胞中的血红蛋白。

○连接两个氨基酸分子的键（—NH—CO—）叫肽键。

○氨基酸结构通式： ①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；

②各种氨基酸的区别在于R基的不同。

○

变性：高温、强酸、强碱（熟鸡蛋）

备注

计算

○由N个氨基酸形成的一条肽链围成环状蛋白质时，产生水=肽键= N 个；

○N个氨基酸形成一条肽链时，产生水=肽键

=N－1 个；

○N个氨基酸形成M条肽链时，产生水=肽键

=N－M 个；

○N个氨基酸形成M条肽链时，每个氨基酸的平均分子量为α，那么由此形成的蛋白质的分子量

为

N×α－（N－M）×18

；蛋白质分子量 = 氨基酸分子量

╳

氨基酸个数 - 18 ╳水的个数

氨基酸数目—肽链数目 = 肽键数目 = 脱去水分子数目

至少含有的羧基（—COOH）或氨基数（—NH2）

= 肽链数

第三节

遗传信息的携带者——核酸

一、核酸的种类及功能

DNA 脱氧核糖核酸

1.核酸

种类

RNA 核糖核酸

2.核酸的功能：

是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有极其重要的作用。

二、核酸在细胞中的分布

1.实验原理 甲基绿→DNA→绿色

吡罗红→RNA→红色 2.水解时使用的是8% 的盐酸作用是：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，,同时使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

0.9% 的NaCl的作用：保持动物细胞的细胞形态。

3.实验结论：真核细胞 DNA →

细胞核（线粒体、叶绿体少量）

RNA →

细胞质（细胞核里少量）

4.★各种生物的遗传物质。 生物的遗传物质是核酸（DNA或RNA）其中，主要遗传物质是DNA。

生物类别

细胞生物

病毒

核酸种类

DNA和RNA 只含DNA 只含RNA 遗传物质

DNA DNA RNA 生物举例

细菌、蓝藻、杨树、人等

T2噬菌体等

HIV、SARS病毒等

病毒 DNA 一部分病毒 朊病毒

→

只有RNA RNA 类病毒 DNA 三、核酸的组成 RNA

1.化学元素：C、H、O、N、P 2. 基本组成单位：核苷酸

1分子磷酸

核苷酸

1分子五碳糖 脱氧核糖

→ DNA 核糖

→ RNA 1分子含氮碱基 DNA ：A 、T

、G 、C RNA : A 、U

、G 、C DNA 和RNA各含4种碱基，4种核苷酸，有T的一定是DNA，有U的一定是RNA 若是在以DNA为遗传物质的生物体中（含有DNA和RNA），则碱基种类为5种；核苷酸种类为8种。

五碳糖

含氮碱基

磷酸

核苷酸

核苷酸数 = 磷酸分子数 = 五碳糖分子数 = 碱基数

构成DNA的 腺嘌呤A 胸腺嘧啶 T 构成RNA的 腺嘌呤A 尿嘧啶 U 含氮碱基 鸟嘌呤G 胞嘧啶 C 含氮碱基 鸟嘌呤G 胞嘧啶 C 要求熟记5种碱基中文名称，会读各种核苷酸，如：胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸

四、组成方式: 核酸是由核苷酸连接而成的长链

DNA是双链，RNA是单链

核酸分子的多样性和特异性

→

所含核苷酸的比例和排列顺序体现

五、DNA与RNA比较

名称

简称

基本组成单位

五碳糖

组含氮共有

成

碱基

特有

无机酸

存在

一般结构

功能

脱氧核糖核酸

核糖核酸

DNA RNA 脱氧核苷酸（4种）

核糖核苷酸（4种）

脱氧核糖

核糖

腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶 C

胸腺嘧啶 T

磷酸

尿嘧啶 U

主要在细胞核中

主要在细胞质中

两条

脱氧核苷酸链

构成

一条

核糖核苷酸链

构成

对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有重要作用

第四节

细胞中的糖类和脂质

一、细胞中的糖类——主要的能源物质

1.元素组成：C、H、O 特点: 大多数糖H:O=2:1 化学组成大多符合Cm（H2O）n →

碳水化合物

2.糖类的功能：

主要能源物质

组成生物体的重要成分

3.糖的种类和功能：

分类

单糖

概念

不能水解的糖

种类

五碳糖

六碳糖

核糖

脱氧核糖

葡萄糖

果糖

半乳糖

蔗糖

麦芽糖

乳糖

淀粉

纤维素

糖原

肝糖原

肌糖原

(C6H10O5)n 动物细胞

动物细胞

植物细胞

(C12H22O11) 分子式

(C5H10O5) (C5H10O4) (C6H12O6) 植物细胞

动物细胞

植物细胞

储能物质，能水解成葡萄糖而供能

甘蔗、甜菜中含量丰富

发芽的小麦、谷控中含量丰富

都能提供能量

人和动物的乳汁中含量丰富

分布

动、植物细胞

主要功能

组成核酸的物质

组成RNA的成分

组成DNA的成分

细胞中的重要能源物质

组成其他复杂化合物

二糖

水解后能够生成两分子单糖的糖

水解后能够生成许多单糖的糖

多糖

植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中

储存能量

植物细胞的细胞壁中，支持保护细胞

动物的肝脏中

储存能量调节血糖

储存能量

动物的肌肉组织中

二、细胞中的脂质

1.化学组成：C、H、O、(N、P) 2.特点：脂质与糖类相比，O含量较少，而H的含量较多。脂质分子结构差异很大，但是都不溶于水，易溶于有机溶剂，如氯仿、丙酮、乙醚等。

相同质量的糖类和脂肪在细胞内完全氧化分解，那种物质消耗的O多？

→脂肪消耗的O多，因为脂肪分子中H的比例比O高。

3.脂质的分类、分布及功能

按功能分类

储能脂质

结构脂质

调节脂质

按化学本质分类

元素组成

脂肪

磷脂

固醇

胆固醇

性激素

维生素D

C、H、O

功能及分布

分布：存在人和动物体内的皮下和内脏器官周围。

功能：储能，保温，保护、缓冲、减压

C、H、O、分布：

人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子中

N、P

功能：构成细胞膜、细胞器膜和核膜的主要成分

C、H、O有的含有N、P

构成细胞膜重要成分；参与人体血液中脂质的运输。

促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成，激发并维持第二性征

促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。

三、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。

单体（基本单位）

单糖（葡萄糖）

氨基酸

核苷酸

生物大分子的形成：C形成4个化学键

→

成千上万原子形成

→

碳链

→

单体

→

生物大分子

多糖，蛋白质，核酸等都是生物大分子，基本组成单位依次为：单糖、氨基酸、核苷酸。

生物大分子以碳链为基本骨架，所以碳是生命的核心元素。

主要能源物质：糖类

动物细胞内的储能物质：糖原

★在生物体中

重要能源物质：葡萄糖

植物细胞内的储能物质：淀粉

主要储能物质：脂肪

根本（最终）能源来源：太阳能

直接能源物质：ATP 第五节

细胞中的无机物

一、细胞中的水

1.含量特点

1.不同生物，含水量不同

2.同种生物，不同生长阶段，含水量不同

3.同种生物，相同生长阶段，不同结构，含水量不同

2.水存在形式

和功能

水

结合水4.5%

自由水95.5% 存在方式

部分水和细胞中其他物质结合。

绝大部分的水以游离形1．细胞内的良好溶剂；

3．水是细胞生活的液态环境；

4．水的流动，把营养物质运送到细胞，并把废物运送到排泄器官或直接排出；

生理作用

细胞结构的组成成分，不易散失，不参与代谢。

它们可相互转化；代谢旺盛时自由水含量增多，反之，含量减少。

多聚体（生物大分子）

多糖

蛋白质

核酸

联系

式存在，可以自由流动。

2．参与细胞内许多生物化学反应；

自由水/结合水

↑

细胞代谢旺盛

自由水/结合水

↓

细胞代谢减弱

二、无机盐

1.含量→

少

2.存在形式：离子

3.功能

无机盐

存在方式

多数以离子状态存， 如K+ 、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO42-等 生理作用 1．细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；

2．持生物体的生命活动，细胞的形态和功能；

3．维持细胞的渗透压和酸碱平衡； 4.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，哺乳动物血液中Ca2+过低，会出现抽搐症状；

缺铁：缺铁性贫血

患急性肠炎的病人脱水时要补充输入葡萄糖盐水；高温作业大量出汗的工人要多喝淡盐水。

Mg是组成叶绿素的主要成分

Fe是人体血红蛋白的主要成分