生物必修一：元素化合物

2021高二一轮复习,参考《衡中学案》。图中的内容主要涵盖无机物与有机物（统称为化合物)、元素及其在细胞中的含量等知识点。需要的同学─键收藏下图学起来吧!

细胞中的元素和化合物

• 化合物
  • 无机物
    • 水85%
      • 自由水（游离的形式）
        • 良好溶剂
        • 液体环境
        • 参与反应
        • 运输营养物质和代谢废物
      • 结合水——组成细胞中的化合物
      • 二者关系：自由水比例越大代谢越旺盛/抗逆能力越差/代谢越旺盛（种子的保存？）
      • 运输方式：自由扩散（质壁分离）/协助扩散（肾小管和集合管水通道蛋白重吸收水）
      • 有关反应
        • 所有脱水缩合，水解反应
        • 光反应，有氧呼吸第三阶段
        • 生物体的一切生命活动都离不开水（P35）（幼年个体比老年个体含水量多）
    • 无机盐1%
      • 存在形式：主要以离子形式
      • 运输方式：主动运输——植物根部吸收无机盐（水稻田长期积水的危害？） 协助扩散——兴奋的传导中Na、K （膜内高K膜外高Na ）
      • 作用
        • 组成化合物
          • 叶绿素、血红蛋白、甲状腺激素
        • 渗透压平衡
          • 生理盐水浓度0.9%（腹泻患者？）/清水制装片可能导致涨破
        • 生命活动必需
          • Ca过高肌无力，过低抽搐 缓冲对物质
      • 对照法探究植物生长必须的无机盐 《创新》P4
  • 有机物
    • 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（P18）
      • 还原糖：斐林试剂
        • 操作:等量混匀，现配现用，50~60℃水浴加热（因此不能用于受温度影响的实验）
        • 砖红色沉淀——选材原则：自身颜色会遮盖反应显色的不能选用
        • 还原糖：葡麦果乳半乳 二糖：麦芽糖（葡萄糖*2） 、乳糖（半乳糖+葡萄糖）、蔗糖（果糖+葡萄糖）
        • 01.g/ml naoh 0.05g/mlCuSO4
      • 脂肪：苏丹3（橘黄）/4（红）
        • 法一：直接观察组织样液
        • 法二：制作切片观察脂肪颗粒(50%酒精洗去浮色后用吸水纸吸去酒精)
      • 蛋白质：双缩脲试剂
        • 01.g/ml naoh 0.01g/mlCuSO4（如何用斐林试剂材料得到双缩脲试剂？）
        • 先加A液，摇匀后加少量B液摇匀
        • 溶液变成紫色（不是由无色变成紫色）
    • 蛋白质10%——生命活动的主要承担者
      • 通式：一个中心，三个相同点，一个可变点（C2H4O2N--R）
      • 缩合方程式
        • 多肽合成场所：核糖体
        • 蛋白质合成：核糖体，内质网，高尔基体，线粒体（分泌蛋白需要囊泡和胞吐—细胞膜流动性）
        • 脱水，N不变
      • 氨基酸分类
        • 必需氨基酸：不能合成8/9种
        • 非必需氨基酸：可以合成
        • 共约20种氨基酸
      • 多样性(1010~1012种)原因
        • 氨基酸的种类数目排列顺序
        • 肽链盘曲结构方式和空间结构（高级结构也是蛋白质工程的难点）
        • 几种变化
          • 变性：空间结构不可复原，有肽键，可以用双缩脲
          • 盐析：物理变化
          • 水解：肽键断裂（区分水解和彻底水解和氧化分解）
      • 作用
        • 结构蛋白
          • 实例：羽毛、肌肉、头发、细胞骨架
        • 功能蛋白
          • 调节（激素） 催化（酶） 运输（血红蛋白） 免疫（免疫球蛋白）
          • 糖蛋白：保护、识别、润滑
      • 有关计算
        • 注意成环，二硫键，N元素
        • 密码子，反密码子，氨基酸，DNA碱基对的对应数量关系
    • 核酸1%
      • 分类
        • DNA/脱氧核糖核酸：脱氧核糖核苷酸/ATCG四种/双链
        • RNA/核糖核酸：核糖核苷酸/AUCG四种/单链（更易突变）
          • mRNA:传递遗传信息 tRNA：运输氨基酸 rRNA：组成核糖体（核仁相关）
          • 极少数可以作为酶
        • 区分水解，彻底水解产物
        • 中心法则
      • 作用：携带遗传信息，在遗传变异和蛋白质合成中有重要作用
        • 细胞生物——DNA
        • 病毒——DNA或RNA
          • HIV,SARS,烟草花叶，禽流感，新冠
      • 实验：观察DNA和RNA在细胞内的分布P27
        • 选材：人的口腔上皮细胞/洋葱鳞片叶内表皮 试剂：甲基绿吡罗红液 30%盐酸 生理盐水
        • 原理：1.甲基绿和吡罗红对DNA和RNA亲和力不同 2.盐酸改变细胞膜通透性，使染色质中的蛋白质和DNA分离
        • 操作
          • 制片：滴、漱、刮、涂、烘（固定细胞）
          • 水解
          • 冲洗，染色，观察
        • 现象：核绿质红（死细胞）
          • 活细胞染色剂:台盼蓝
          • 碱性染色剂：醋酸洋红，龙胆紫
          • 纤维素染色剂：刚果红
        • 结论：DNA主要在核，RNA主要在质
      • 多样性：种类 数目 排列顺序（脱水缩合）
    • 糖类和脂质1%
      • 糖类(CHO)
        • 单糖、二糖：略
        • 多糖（单体都是葡萄糖）
          • 糖原：动物的储能物质
            • 肌糖原，肝糖原
            • 人体内血糖平衡调节
          • 淀粉：植物的储能物质
          • 纤维素：细胞壁
            • 植物细胞细胞壁：果胶+纤维素
            • 细菌细胞壁：肽聚糖
            • 真菌细胞壁：几丁质、葡聚糖
        • 特殊的糖：（脱氧）核糖，糖蛋白，糖脂，血糖浓度0.8~1.2g/ml
      • 脂质
        • 脂肪：细胞良好的储能物质（氧化耗O2更多）
        • 磷脂：细胞膜的主要组成成分
        • 固醇
          • 胆固醇：组成细胞膜+运输脂质
          • 性激素:自由扩散
          • 维生素D：吸收Ca和P
    • 生物大分子以碳链为骨架P33
  • 含量最高
    • 鲜重：水 动物干重：蛋白质 植物干重：为糖类（纤维素）
  • 其他需要关注的化合物种类
    • 各种激素
    • 神经递质、淋巴因子、抗体的化学本质
    • 注意种子萌发过程中既有呼吸作用消耗有机物，又有有机物之间的转换（例：小麦发育过程中葡萄糖变成淀粉）
    • 人工合成牛胰岛素P25
• 元素
  • 分类
    • 大量元素：C H O N P K Mg Ca S
    • 微量元素:"铁猛碰新木桶"——少但不可或缺（维生素类似）
    • 主要元素：C H O N P S
    • 基本元素：C H O N
    • 最基本元素:C
  • 统一性的体现：组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到 （课本解释：生物和外界不断进行物质交换P16） 差异性的体现：含量，种类的不同
  • 含量: 鲜重（活细胞）——OCHN 干重——CONH
  • 需要关注的元素组成
    • 糖类，脂肪，固醇，类胡萝卜素——CH(O)
    • 磷脂,核酸,ATP——CHONP
    • 蛋白质——CHON
  • 研究元素的实验方法：同位素标记法/荧光标记法
    • 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验 DNA—P，蛋白质—S 呼吸作用中的C O 分泌蛋白，细胞膜流动性
    • 提取化合物一般用研磨的方法