第一单元：细胞的分子组成与结构

细胞的分子组成包括组成细胞的元素与化合物，组成细胞的有机物，检测生物组织中的还原糖、脂肪、和蛋白质，综合提升。包含了常考点，适合复习的小伙伴。

专题一：细胞的分子组成

组成细胞的元素与化合物

组成细胞的元素

统一性

组成细胞的元素在无机自然界都能找到（种类上）

差异性

组成细胞的元素在含量上相差很大（含量上）

来源与存在

来源：从无机自然界有选择地吸收

存在：大多以化合物形式存在

分类依据

含量

大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等

微量元素：Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn等（新木桶碰铁门）

作用

最基本元素：C（可参与构成生物大分子的基本骨架）

基本元素：C、H、O、N（干重、鲜重均最多）

举例

人体细胞鲜重比占前四位元素为O、C、H、N

人体细胞干重比占前四位元素为：C、O、N、H

组成细胞的化合物

种类

无机化合物

水

存在形式

结合水

作用：是细胞结构的重要组成部分

自由水

作用

细胞内良好溶剂

参与许多化学反应

为细胞提供液体环境

运送营养物质和代谢废物

自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系

比值大

新陈代谢旺盛，但抗逆性较差

比值小

新陈代谢缓慢，但抗逆性较强

无机盐

存在形式

主要是以离子形式

吸收方式

主要是主动运输

作用

组成复杂化合物

例如：叶绿素（Mg2+）、血红蛋白（Fe2+）

可维持细胞和生物体的生命活动

例如：哺乳动物：血钙过高，肌无力；血钙过低，抽搐

对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要

实例：HCO3-、H2PO4-

有机物

糖类、蛋白质、脂质和核酸

组成细胞的有机物

蛋白质

结构层次

氨基酸—二肽—蛋白质

元素：C、H、O、N等（氨基酸）

结构：至少有一个氨基和羧基、都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上

种类：非必需氨基酸、必需氨基酸

肽的形成

两个氨基酸脱水缩合形成二肽

形成场所：核糖体

产物H2O：H元素来自氨基与羧基；O元素来自羧基

变性

在高温、强酸、强碱、重金属盐和紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构发生改变，其生物活性丧失。

变质

通过微生物的分解作用，使蛋白质的肽键断裂，形成一些短肽或小分子化合物。

盐析

不会破坏蛋白质空间结构，加盐（非重金属盐）后只是降低了蛋白质的溶解度

蛋白质结构多样（四个原因）

氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序不同

肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同

蛋白质功能多样性（5种）

催化

大多数酶

运输

血红蛋白、载体蛋白

调节

蛋白质类激素

免疫

抗体和淋巴因子（以上为功能蛋白）

结构蛋白

如肌肉、头发中的蛋白质

核酸

结构层次

元素组成：C、H、O、N、P

核苷酸

组成：一分子含氮碱基、一分子五碳糖、一分子磷酸

种类：脱氧核苷酸（4种AGCT）;核糖核苷酸（4种AGCU）

核酸

DNA（一般是双链）

RNA

糖类

元素组成：C、H、O

单糖

五碳糖

核糖：RNA组成部分

脱氧核糖：DNA组成部分

六碳糖

葡糖糖：生命活动主要能源物质

果糖、半乳糖

二糖

植物

麦芽糖：水解—葡糖糖+葡糖糖

蔗糖：水解—果糖+葡糖糖

动物

乳糖：水解—半乳糖+葡糖糖

多糖

植物

淀粉：植物细胞中重要的储能物质

纤维素：植物细胞壁的主要组成成分

动物

糖原：人和动物细胞中重要的储能物质

脂质

元素组成：C、H、O

储存脂质：脂肪

储能、保温、缓冲和减压

功能脂质：固醇

胆固醇：参与脂质运输、动物细胞膜的成分

维生素D：促进钙、磷的吸收

性激素：调节生命活动

加入元素N、P

磷脂：生物膜的组成成分

糖类与脂肪辨析

均由相同元素组成，氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放能量。但脂肪中碳氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪耗氧量多，放能多，产生水多。

糖类并非都能提供能量。纤维素、核糖、脱氧核糖一般不能提供能量

构成生物膜的脂质并非只有磷脂。磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架，胆固醇是构成动物细胞膜的成分。

检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质

还原糖的检测

原理

斐林试剂+还原糖———（温度：50～65水浴加热）砖红色沉淀

步骤

选材：含糖量较高，白色或近于白色的植物组织

制备组织样液：制浆—过滤—取液

颜色反应：组织样液（2ml）加刚配置的斐林试剂1ml——呈蓝色，水浴加热，生成砖红色沉淀

结论：组织样液中有还原糖

还原糖：葡糖糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖

脂肪的检测

方法一

花生种子匀浆+苏丹III（IV）染液——橘黄色

方法二

取材：花生种子（侵泡）去种皮，将子叶削成薄片

制片：选最理想的薄片—2到3滴染液染色—百分之五十的酒精去浮色—制成临时装片

观察：在低倍镜下找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察

结论：花生种子中有脂肪存在

蛋白质的检测

原理

蛋白质+双缩脲试剂——紫色反应

步骤

选材：蛋清稀释液或黄豆浆滤液

颜色反映：组织样液2ml加双缩脲试剂A液1ml——此时（白色或无色）——摇匀，加B液4滴，变紫色

结论

组织样液中含有蛋白质

斐林试剂与双缩脲试剂两同三不同

两同

两种成分：NaOH和CuSO4

NaOH溶液浓度都是0.1g/ml

三不同

使用原理不同

斐林试剂实质是新配置的Cu（OH）2溶液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的铜离子Cu2+

使用方法不同

鉴定还原糖时甲、乙液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液再滴加B液

CuSO4浓度不同

斐林试剂：CuSO4浓度为0.05g/ml；双缩脲试剂：CuSO4浓度为0.01g/ml

有机物检测实验中的三“易”一“误”

三“易”

易忽略斐林试剂本身的颜色：非还原糖时（如蔗糖）加斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色

易混双缩脲试剂和斐林试剂的使用

斐林试剂：混合加入，现配现用

双缩脲试剂：分别加入A液，后加B液，且B液不能过量

易写错字

一“误”

误认为脂肪的检测必须使用显微镜：若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜

综合提升

提升一：对化合物种类、功能的分析与判断

集合法确定物质之间的关系

脂质、激素、抗体、载体蛋白、蛋白质、酶、神经递质

激素：有脂质类、蛋白质类、多肽类、含氮类

酶：蛋白质、少数是RNA

三线索法判断化合物的种类与功能

元素组成分析法

CHO（糖类、脂肪、固醇）—CHON等（蛋白质）—CHONP（磷脂、核酸、ATP等）

特征元素提示法

CHONMg（叶绿素）—CHONFe（s，血红蛋白）—CHONP（核酸、ATP等）—CHONI（甲状腺激素）

代谢产物逆推法

水+二氧化碳+尿素——蛋白质

水+二氧化碳——糖类、脂肪

依据中心法则判断核酸与蛋白质

提升二：分类突破多肽合成中的数量计算

“规律法”计算多肽形成时的肽键数与脱去水分子数

(形成肽链时)肽键数目：1条：氨基酸数目为m 、肽键数目为m-1、脱去水分子数为m-1、氨基数目至少为1个、羧基数目至少为1个

（形成肽链时）肽键数目：n条：氨基酸数目为m 、肽键数目为m-n、脱去水分子数为m-n、氨基数目至少为n个、羧基数目至少为n个

形成环肽时：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数

“公式法”计算蛋白质相对分子质量

无二硫键

蛋白质相对分子质量=氨基酸数目*氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数*18

有二硫键

蛋白质相对分子质量=氨基酸数目*氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数*18-二硫键数目*2（原因：每形成一个二硫键脱俗两个氢）

巧用“原子守”）解答多肽中各原子数的计算题

C原子数=氨基酸的分子数*2+R基上的C原子数

H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去水分子数*2

O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去的水分子数=肽键数+2*肽链数+R基上的O原子数

N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数

妙用“排列组合”求解多肽种类

若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类：n的m次方

若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类为：n*（n-1）*（n-2）*...*1=n！

巧用“比例关系”解答氨基酸数与相应DNA、RNA中碱基数的计算

DNA(6碱基数)：mRNA(3碱基数)：蛋白质（1氨基酸数）