1、第二节 细胞中的生物大分子一、生物大分子的基本骨架碳原子之间可以以单键、双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。生物大分子以碳链为骨架。多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本组成单位（单体）连接而成的，这些生物大分子又称为单体的多聚体。每个单体都是由若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。正是由于碳原子在组成生物大分子中的作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。（人教版）二、细胞中重要的有机化合物（一）糖类1、元素组成：由C、H、O 3种元素组成。2、种类概 念种 类分 布主 要 功 能单
2、糖不能水解的糖五碳糖核糖C5H10O5核糖、脱氧核糖、葡萄糖动植物细胞都有组成核酸的物质脱氧核糖C5H10O4六碳糖C6H12O6葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质二糖C12H22O11水解后能够生成二分子单糖的糖蔗糖植物细胞麦芽糖乳糖动物细胞多糖水解后能够生成许多个单糖分子的糖淀粉植物细胞植物细胞中的储能物质纤维素植物细胞壁的基本组成成分糖原动物细胞动物细胞中的储能物质水解3：转化关系：脱水缩合二糖或多糖 单糖1蔗糖1葡萄糖+1果糖 1麦芽糖2葡萄糖 1乳糖1葡萄糖+ 1半乳糖1淀粉麦芽糖葡萄糖 1纤维素纤维二糖葡萄糖 1糖原葡萄糖4、功能：主要功能：是生物体维持生
3、命活动的主要能量来源。是生物体重要的结构物质。其他功能：糖类与蛋白质等物质结合形成的复杂化合物能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。5【实验】糖类的鉴定：（1）淀粉的鉴定淀粉 + 碘液 蓝色（2）生物组织中还原糖的鉴定50-65水浴加热l 原理2min还原性糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀(单糖、麦芽糖和乳糖) 注：斐林试剂的使用： 成分：0.1g/mL NaOH溶液（甲液）、 0.05g/mL CuSO4溶液（乙液） 使用：混合（甲液2mL，乙液4-5滴）（人教版：等量）后使用，且现配现用。 条件：隔水加热（人教版：50-60水浴加热）l 过程（人教版） 选材：含糖量（还原糖
4、）较高、白色或近于白色的植物组织 制备组织样液：制浆过滤（用一层纱布）取液 呈色反应：取2mL组织样液，向试管中加入1mL刚配制的斐林试剂，并放入盛有50-65温水的大烧杯中加热约2min。 结果与结论：试管中出现砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖 （溶液颜色的变化过程为：浅蓝色棕色砖红色）（二）脂质1、元素组成：主要由C、H、O组成，有些还含N、P等2、分类：脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等）。不同的脂质在化学组成和化学结构上有很大差异，但共同的特性是通常都不溶于水。（人教版：而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。）3、功能：脂肪：细胞代谢所需能量的主要储
5、存形式。类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂。（人教版：是构成细胞膜的重要成分，也是构成细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子中含量丰富。）固醇类：在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。 胆固醇：构成细胞膜的重要物质，在人体内还参与血液中脂质的运输。（人教版）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。（人教版）维生素D：能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。（人教版）肾上腺皮质激素：控制糖类和无机盐的代谢，增强机体的防御功能。（必修3）醛固酮：吸Na+排K+。（必修3）4、【实验】脂肪的鉴定l 原理： 脂肪 + 苏丹染液 橘黄色 脂肪
6、+ 苏丹染液 红色l 过程：（人教版）方法一：花生种子匀浆 + 3滴苏丹染液橘黄色方法二： 取材：花生种子（浸泡），去掉种皮切片：用刀片在花生子叶横断面上平行切下若干薄片 制片：选取最薄的切片 在切片上滴2-3滴苏丹染液（染色3min） 去浮色（1-2滴体积分数50%的酒精溶液）制成临时装片（吸去酒精，加1滴蒸馏水，盖上盖玻片） 观察：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察 结果与结论：视野中有被染成橘黄色的脂肪颗粒，说明有脂肪存在。（三）蛋白质1、元素组成：除C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S2、含量：细胞中含量最多的有机物。3、基本组成单位：氨基酸（1）氨基酸的种类：组成蛋白质的氨基酸约20种
7、。人教版：将氨基酸分为两类：l 非必需氨基酸：人体细胞可以合成的。（12种）l 必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。（8种）评价食物中蛋白质成分的营养价值时，格外注重其含量。（2）氨基酸的结构通式：。（3）氨基酸的判断： 同时有氨基和羧基至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。（组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基的不同）4形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有具有一定空间结构的蛋白质二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。多肽：由n（n3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多
8、肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同；构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同5计算：（1）有关氨基酸脱水缩合反应的计算一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）氨基酸数 肽链条数。一个蛋白质分子中至少含有氨基数（或羧基数）=肽链条数蛋白质分子量 = 氨基酸数氨基酸平均分子量脱去的水分子数18（注意：有时还要考虑肽链之间形成化学键导致的分子量的减少）（2）氨基酸数目与相应的DNA和mRNA片段中碱基数目的关系 DNA（基因）碱基数mRNA碱基数蛋白质中氨基酸数= 6 3 1注意：以上方法算出的DNA中碱基数是“至少”数目，原因是 DNA中有的片段是无效片段，不能转录出mRNA； 在基因片段中，
9、有的片段起调控作用，不转录； 转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不决定氨基酸。所以，DNA或基因上碱基数比蛋白质中氨基酸6倍多。6功能：（1）结构功能：细胞膜主要由蛋白质和磷脂构成，还有各种结构蛋白质。（人教版：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，如羽毛、头发、肌肉、蛛丝等的成分主要是蛋白质。）（2）调控（节）功能：如激素等能调节、控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达。（3）催化功能：如酶。（4）运输（载体）功能：如载体蛋白，血红蛋白运输氧气，脂蛋白将脂质从肝运输到身体其他部位。（5）信息传递功能：（人教版）如胰岛素与细胞表面的受体结合，调节细胞的糖代谢等。（6）免疫功能：如抗
10、体。小结：蛋白质的功能还有很多。可以说，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。（人教版）7蛋白质研究的新进展：8、【实验】蛋白质鉴定l 原理：蛋白质 + 双缩脲试剂紫色注：双缩脲试剂的使用：成分：0.1g/mL NaOH溶液、0.01g/mL CuSO4溶液、 （A液） （B液）使用：分开使用，先加1mL 0.1g/mL NaOH溶液，再加4滴0.01g/mL CuSO4溶液。条件：（不需要隔水加热）l 过程（人教版）选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液 呈色反应：取2mL组织样液，向试管中加入1mL双缩脲试剂A液1ml并摇匀，再加入双缩脲试剂B液4滴并摇匀，组织样液变成紫色
11、。结论：组织样液中存在蛋白质。（四）核酸1、元素组成：由C、H、O、N、P 5种元素构成2、基本单位：核苷酸（由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基组成）1分子磷酸脱氧核苷酸 1分子脱氧核糖（4种） 1分子含氮碱基（A、T、G、C）1分子磷酸核糖核苷酸 1分子核糖（4种） 1分子含氮碱基（A、U、G、C）3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA）类别核酸DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）基本单位核苷酸脱氧核糖核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）化学成分碱基A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）T（胸腺嘧啶）U（尿嘧啶）五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸分布主要分布在细胞核中（在线粒
12、体和叶绿体中有少量存在）主要分布在细胞质中（在线粒体和叶绿体中有少量存在）结构一般由两条脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构一般是一条核糖核苷酸长链（单链RNA不稳定，易发生突变）功能绝大多数生物的遗传物质某些病毒的遗传物质4、生理功能：DNA分子的4种核苷酸分子不同的组合或序列构成了成千上万种基因，这些基因编码着不同的遗传信息，指导和控制着生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。同时，DNA分子也通过精细准确的自我复制，为生物将其遗传特性传递给下一代提供了最基本的分子基础。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。（人教版）5、生物体中DN
13、A和RNA比较：细胞生物（真核、原核）非细胞生物（病毒）核酸DNA和RNA只有DNA只有RNA遗传物质DNADNARNA举例细菌、真菌、动物、植物等大多数噬菌体烟草花叶病毒、SARS病毒、艾滋病病毒（HIV）、流感病毒等6、【实验】观察DNA和RNA在细胞中的分布（人教版）l 原理：甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红（苏教称派洛宁）使RNA呈现红色。l 过程：1、制片： 在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液。 用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放在上述载玻片上的液滴中涂抹几下。 点燃酒精灯，将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。2、水解 在小烧杯中
14、加入30ml质量分数为8%的盐酸，将烘干的载玻片放入小烧杯中。 在大烧杯中加入30温水。 将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5min。3、冲洗涂片 用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s。4、染色 用吸水纸吸去载玻片上水分。 将甲基绿吡罗红染色剂滴两滴在载玻片上，染色5min。 吸去多余染色剂，盖上盖玻片。5、观察 低倍镜观察：选择染色均匀，色泽浅的区域，移至视野中央，将物象像调节清晰。 换用高倍镜观察：调节细准焦螺旋，观察细胞核和细胞质的染色情况。l 结果：绿色明显集中分布于细胞中央，红色广泛分布于绿色的周围。l 结论：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。三、常用染色剂及其作用染色剂或指示剂作用对象颜色变化斐林试剂（或班氏试剂）还原糖砖红色（50-65水浴加热）苏丹（苏丹）脂肪橘黄色（红色）双缩脲试剂蛋白质紫色甲基绿DNA绿色吡罗红RNA红色健那绿线粒体蓝绿色重铬酸钾乙醇灰绿色溴麝香草酚蓝CO2由蓝变绿再变黄二苯胺试剂提取的DNA蓝色（沸水浴加热）