必修1分子與細胞

第1章走進生物學(xué).

一、生物學(xué)是與人類生活密切相關(guān)的自然科學(xué)

1.雜交水稻技術(shù)的發(fā)展為我國乃至世界的糧食供給作為重大貢獻

1973年，袁隆平帶領(lǐng)的研究團隊以細胞質(zhì)雄性不育系為遺傳工具，突破實現(xiàn)了五

系法配套，培育出第一代雜交水稻。

1986—1992年，科學(xué)家們又攻克兩系法育種關(guān)鍵技術(shù)，以光溫敏雄性不育系為遺

傳工具，培育出第二代雜交水稻，極大地簡化了育種程序、縮短了育種周期，增產(chǎn)效

果明顯。之后，科學(xué)家們通過不斷努力，運用基因工程技術(shù)，以遺傳工程雄性不育系

為遺傳工具，推出了第三代雜交水稻，不但提高了性狀穩(wěn)定性和選育效率，還降低了

對環(huán)境的要求，使其每公頃產(chǎn)量由普通水稻的6tl*提升到15t,潛在產(chǎn)量更可達183

袁隆平認為，第四代雜交水稻應(yīng)是正在研究中的碳四(C4)型雜交水稻，其光合

作用效率高等優(yōu)勢必將使水稻產(chǎn)量潛力進一步提高：而第五代則是利用無融合生殖固

定水稻雜種優(yōu)勢，雖然難度很大，但隨著分子育種技術(shù)的進步，有望在本世紀中期獲

得成功。

2基因編輯技術(shù)為農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)提供了更廣闊的發(fā)展空間

早期的基因工程技術(shù)：將設(shè)計好的一段外源基因(DNA片段)通過特定的方法轉(zhuǎn)

入到靶細胞的細胞核中，使靶細胞獲得新的、特定的生物學(xué)性狀。

1）基因編輯:通過人工設(shè)計，可以使核酸酶在靶細胞DNA上的特定位點進行剪切，

實現(xiàn)對細胞內(nèi)源基因的精準定點編輯。基因編輯是一種新興的比較精確的能對生物體

基因組特定目標基因進行修飾的一種基因工程技術(shù)。

2）具體做法：敲除基因精確改變特定一段基因的序列定點對基因片段進行

整合

3免疫治療開啟清除腫瘤細胞新途徑

1）免疫治療:針對機體低下或亢進的免疫狀態(tài)，人為地增強或抑制機體的免疫功

能以達到治療疾病目的的治療方法。

2）CAR-T療法:通過基因工程的技術(shù)，在T細胞上加上一個能夠精確識別腫瘤細

胞的蛋白質(zhì)，相當(dāng)于針對腫瘤細胞制造了一個精確制導(dǎo)炸彈，讓T細胞可以更加精準

地識別腫瘤細胞并將其消滅。

4現(xiàn)代發(fā)酵在人類的生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用

1）食品領(lǐng)域：釀酒，酸奶，醬油，味精等；

2）醫(yī)藥領(lǐng)域：微生物培養(yǎng)，提取有用藥物。同時可以通過基因工程技術(shù)改造微生

物，例如發(fā)酵工程產(chǎn)生胰島素；

3）農(nóng)牧業(yè)領(lǐng)域：微生物的產(chǎn)物可以當(dāng)作土壤肥料，可以為畜牧業(yè)養(yǎng)殖提供食物,

還能產(chǎn)生抗蟲抗病物質(zhì)；

4）環(huán)境保護領(lǐng)域：微生物發(fā)酵能夠有效促進廢物資源化。

5.生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)人類可持續(xù)發(fā)展

隨著人口的增長、人類對自然資源和環(huán)境的不合理開發(fā)和利用，氣候變化、生物

多樣性喪失、海洋酸化、土地荒漠化加劇等全球性生態(tài)和環(huán)境問題，在可預(yù)見的未來

還將進一步加劇。

二、實驗探究式學(xué)習(xí)生物學(xué)重要途徑1.實驗探究性學(xué)習(xí)

1.1生物學(xué)是一門實驗科學(xué)

實驗探究也是學(xué)習(xí)生物學(xué)的重要途徑。合理的思路和方法生產(chǎn)或生活實踐

?提出疑問?〔資料

以及熟練的實驗技術(shù)是進行實驗探究的基本保障。走進實驗室之

一T作出假設(shè)4—

前，我們先要熟悉生物學(xué)實驗探究的基本步驟和要求。I設(shè)計西案卜

I實電案I

實驗案例：探究含量對小生的影響

1.2NaCII分啪SI

1、提出問題：鹽藏化的土壤中,NaCI含量對農(nóng)作物的生長4得出‘結(jié)論

1

有怎樣的影響？

2、作出假設(shè):土壤中的NaCI含量高會排制農(nóng)作物的生長。進一二探究

3、設(shè)計方案

(1)為什么要選擇300題小麥種子進行實臉，每組大約100顆？

設(shè)置多組重復(fù)，避免實驗誤差，避循平行重復(fù)原則；

(2)本實驗設(shè)置了幾個組別？實驗組是什么？對照組是什么？

3；實驗組：80和120mmolNaCl絡(luò)養(yǎng)液；對照組OmmolLNaCI培養(yǎng)液，遵循對

照原則；

(3)在培養(yǎng)過程中，為什么要保證各組的光照和溫度等條件的恒定一致？

控制唯一變量而排除無關(guān)變量的干擾，遵循單一變量原則：

4、實施方案

5、獲取數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)

~“

E

35

迂

罡

支10-

、.

一

培養(yǎng)時間(d)

實驗設(shè)計基本原則:

①對照原則：需要設(shè)置對照組，通過實驗組和對照組之間的比較，用統(tǒng)計學(xué)等方

法確定是否存在差異，從而得出結(jié)論；

②單一變量原則：控制無關(guān)變量，保證實驗組和對照組之間實驗條件的一致性,

盡可能避免因?qū)嶒炘O(shè)計或操作引起的誤差；

③平行重復(fù)原則：需要有一定數(shù)量的樣本和重復(fù)，確保實驗數(shù)據(jù)的可靠。

2.實驗探究需舞除的技能

2.1熟悉顯微鏡各個部分的功能

①電源開關(guān)和光圈（或光亮度調(diào)節(jié)旋鈕）的位置;

②目鏡和物鏡的放大倍數(shù)；

載

物臺

片

③粗準焦螺旋和細準焦螺旋的旋轉(zhuǎn)方向與載物臺夾

光

圈

光

升降的關(guān)系；源

電

源

開

④片夾旋鈕旋轉(zhuǎn)方向與玻片移動方向的關(guān)系。關(guān)

2.2顯微鏡的成像原理

①顯微鏡下所成的像與實物相比是倒置的,即顯微鏡成倒像（左右相反、上下顛倒）。

若觀察的實物為“b”，則顯微鏡中看到的物像應(yīng)為“q”，將物像旋轉(zhuǎn)180°與實物相

同。

②放大倍數(shù)=目鏡放大倍數(shù)X物鏡放大倍數(shù),這里的放大倍數(shù)是指物像長度和寬

度的放大倍數(shù)，而不是面積或體積的放大倍數(shù)。

2.3觸顯微鏡^4步驟

①低倍鏡觀察：取一片蠶豆葉下表皮永久裝片放在載物臺上，用片夾夾穩(wěn)；打開

顯微鏡電源開關(guān)，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，將低倍鏡對準通光孔將低倍鏡付準通光孔。在低倍鏡

下觀察裝片，先調(diào)節(jié)粗準焦螺旋再調(diào)節(jié)細準焦螺旋使物像達到最清晰。旋轉(zhuǎn)片夾旋鈕

移動裝片，選取不同的視野進行觀察。

將需要放大觀察的細胞，通過旋轉(zhuǎn)片夾旋鈕，移至視野正中。

表皮細胞

保衛(wèi)細胞

氣孔

②轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器：切換到高倍鏡。轉(zhuǎn)動時，兩眼須從顯微鏡側(cè)面注視，避免鏡頭與裝

片相碰。然后用目鏡觀察視野并微微轉(zhuǎn)動細準焦螺旋直到物像最清晰。（可以將細胞

結(jié)構(gòu)看得更加清晰，細胞中深色的微小顆粒結(jié)構(gòu)就是細胞核）

A.下降鏡筒時要目視物鏡，防止物鏡下降時壓壞玻片標本或損傷物鏡

B.轉(zhuǎn)換物鏡時要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，不可握住物鏡直接轉(zhuǎn)動

C.光線暗示，使用反光鏡的凹面；光線亮?xí)r，使用反光鏡的平面

D.高倍鏡觀察時，只能使用細準焦螺旋調(diào)節(jié)焦距。若視野光線較暗可調(diào)節(jié)光圈（或光

亮度調(diào)節(jié)旋鈕），使視野明亮。

2.5顯微鏡常考題目

1.關(guān)于放大倍數(shù)

放大倍數(shù)顯微鏡的放大倍數(shù)等于旦筐放大

麗畫.倍數(shù)與物第放大倍數(shù)的乘積

原

理

放大倍數(shù)放大倍數(shù)是指放大的長度或?qū)挾?

而蕨不是指面積或體積

2.放大倍數(shù)的變化與視野范圍內(nèi)細胞數(shù)量變化的推算

若視野中細胞為單行，計算時只考慮長度；若視野中充滿細胞，計算時考慮面積

的變化。細胞數(shù)量與放大倍數(shù)的變化規(guī)律如表所示:

項目視野中一行細胞數(shù)量圓形視野內(nèi)細胞數(shù)量

低倍鏡下放大倍數(shù)為aCd

高倍鏡下放大倍數(shù)為

dX(1/n2)

acX(1/n)

n

；放大倍數(shù)

舉例1.710012400根pooo^^100倍?400倍

16個4個()4個4個

3.顯微鏡的成像特點和物像移動規(guī)律

（1）成像特點：顯微鏡成放大倒立的虛像，實物與像之間的關(guān)系是實物旋轉(zhuǎn)180°,

如實物為字母“b”，則視野中觀察到的為“q”。

（2）移動規(guī)律：在視野中物像偏向哪個方向，則應(yīng)向哪個方向移動（或

同向移動）裝片。如物像在偏左上方，則裝片應(yīng)向左上方移動；若將下圖中

的細胞移到視野正中央，應(yīng)先將裝片向右下方移動。

4.顯微鏡的目鏡和物鏡及放大倍數(shù)的區(qū)分

有螺紋的是物鏡（③和④），無螺紋的是目鏡（①

和②）。區(qū)分放大倍數(shù)可看“長短”：物鏡長的放大

倍數(shù)大，目鏡短的放大倍數(shù)大。還可看物鏡鏡頭與①②③④

玻片標本的距離：放大倍數(shù)越大，鏡頭離玻片標本越近。圖中放大倍數(shù)較大的目鏡和

物鏡分別是②和④。

補充：顯微鏡的分解

光學(xué)顯微鏡分辨率

電子顯微稅分辨率

肉眼.光學(xué)葩微飩,電子顯微鏡的分辨率

1）顯微結(jié)構(gòu):普通光學(xué)顯微鏡下能觀察到的結(jié)構(gòu)。如在細胞的吸水和失水實驗中

看到的細胞壁、中央液泡（常含色素）:在觀察植物細胞的有絲分裂的實驗中可看到細

胞核、染色體（可被堿性染料染成深色）、核仁（折光性強）；在觀察葉綠體的實驗中可

看到葉綠體（光學(xué)顯微鏡下只能看到葉綠體的外形）。

2）亞顯微結(jié)構(gòu):要通過電子顯微鏡才能看到的結(jié)構(gòu)。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶

體、核糖體等細胞器，還包括線粒體和葉綠體的內(nèi)外膜等細微結(jié)構(gòu)。

三、細雌鈉的基祥位

1.生物體由多種多樣的細胞構(gòu)成

單細胞生物:整個生物體由一個細胞構(gòu)成。細胞直接與外界非生物環(huán)境進行物質(zhì)

和信息交換，生理活動由細胞的不同結(jié)構(gòu)分工完成。例如綠眼蟲、草履蟲。

生物體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng):高等動植物是先由細胞構(gòu)成組織，再由組織形成一

個個帶有功能的器官，再最終形成個體。

細胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位。

2.不同形態(tài)和功能的真核細胞具有相似的基稗構(gòu)

構(gòu)成成人身體的細胞約有10“個，可分為200多種類型。這些不同類型的細胞形

態(tài)各異、功能多樣，但都屬于真核細胞。

原核與真核的區(qū)別:每個細胞不彳無一層非常薄的保護層一一質(zhì)膜包裹

有?良核細胞構(gòu)成-真核生物

(S)—

無.原核細胞構(gòu)成?原核生物

2.1細胞的研究之路：

時間科學(xué)家貢獻

1665年英國學(xué)者胡克用顯微鏡發(fā)現(xiàn)細胞并命名細胞

用顯微鏡觀察到了動植物細胞和原生動物(觀察

1675年荷蘭學(xué)者列文虎克

的活細胞)

1838年德國動物學(xué)家施萊登首先提出細胞是構(gòu)成植物體的基本單位

與施萊登共同提出：一切動植物都是由細胞發(fā)育

1839年德國動物學(xué)家施旺

而來的

美國科學(xué)家辛格和尼克結(jié)合電鏡技術(shù)的研究成果，提出了細胞質(zhì)膜的流

1972年

森動鑲嵌模型

美國分子生物學(xué)家沃森

1953年和英國生物物理學(xué)家克發(fā)現(xiàn)了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)

里克

3.原核細胞沒有由核膜包被的細胞核

擬核:原核細胞結(jié)構(gòu)簡單、體積較小，

直徑一般為1?10um,沒有核膜包被的細胞

核，其遺傳物質(zhì)集中在細胞的中央的區(qū)域。

原核細胞中的細胞器一般只有核糖體。

原核生物:由原核細胞構(gòu)成的生物。

原核生物包括：翅邕、支原體、衣原體、立克次氏體、藍細菌等。

①

藍細菌（舊稱藍藻）大多數(shù)無鞭毛，含葉綠素,但沒有葉綠體

②

的能進行產(chǎn)氧光合作用的原核生物。③

■組成：［①］為擬核，［⑤］為核糖體④

⑤

,生活方式：因其細胞內(nèi)含有藻藍素和葉綠素，所以能進行光合

3.1原核細胞核真核細胞的比較

比較項目原核細胞真核細胞

本質(zhì)區(qū)別有無一層非常薄的保護層一一質(zhì)膜包裹

大小較小較大

細胞壁有（支原體除外）植物細胞和真菌細胞有，動物細胞無

不

細胞器有核糖體，無其他細胞器有核糖體、線粒體等復(fù)雜的細胞器

同

細胞核有擬核，無核膜，無染色體有成形的細胞核，有染色體

點

放線菌、藍細菌、細菌、支

生物類群真菌、動物、植物

原體、衣原體、立克次氏體

統(tǒng)一性都有細胞膜、細胞質(zhì)、核糖體，都以DNA作為遺傳物質(zhì)

第2章細胞的分子組成

一、C、H、0、N、P、S等元素組成復(fù)雜的生物分子

1.細胞主要由C、H、0、N、P、S等元素構(gòu)成

（1）生物界和非生物界的統(tǒng)一性和特殊性

①統(tǒng)一性：組成細胞的元素都可以在地殼中找到，沒有一種元素是生物界所特有

的，可見生物與環(huán)境密不可分，是自然界組成的一部分。

②特殊性：生物體細胞中的元素組成與非生物環(huán)境的元素組成既相似又有差異。

細胞與地殼中元素的分布差異很大，體現(xiàn)了生命的特殊性。

1.1組成細胞的

（1）存在形式：組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白質(zhì)（主要

由C、H、0、N、S構(gòu)成）、核酸（主要由C、H、0、N、P構(gòu)成）、糖類（主要由C、H、

0構(gòu)成）、脂質(zhì)（主要由C、H、0構(gòu)成）等。

（2）細胞內(nèi)還有多種含量甚微的元素，稱為微量元素，如Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、

Cr、Mo,Co、Se、F等。微量元素的總質(zhì)量僅占細胞干重的1%左右，且僅出現(xiàn)在某些

生物分子中，但不可缺少。例如，碘（I）是構(gòu)成甲狀腺激素的重要元素。缺碘或長期

碘攝入量不足會導(dǎo)致地方性甲狀腺腫（俗稱大脖子病）。

2.元素以碳鏈為骨架形成生物分子

碳元素占細胞干重的40%以上。蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂質(zhì)等組成細胞的生物分

子都可以看成是碳的化合物。生物分子中，碳原子與周邊的碳或其他原子通過化學(xué)鍵

結(jié)合，形成相對穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)。碳與碳之間能以單鍵（C—C）、雙鍵（C=C）相連

接，形成長短不一、形狀不同的碳骨架。

碳件架可以形成分枝碳骨架可以形成環(huán)狀

半就抵喂：一即組成蛋白質(zhì)的基本單位菊仙懦：一種組成多精的基本單位

細胞中的許多生物分子是大分子，一般由小分子組成，如蛋白質(zhì)由氨基酸組成，

多糖由單糖（如葡萄糖）組成。從氨基酸、葡萄糖等生物分子的結(jié)構(gòu)來看，其碳骨架

周邊連接著不同基團。這些基團都有自己的化學(xué)特性，使生物分子具有一定的空間結(jié)

構(gòu)，并能進行特定的化學(xué)反應(yīng)。這也正是生物分子具有特定生物功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。

單體（基本單位）多聚體（生物大分子）

單糖（如葡萄糖）多糖

氨基酸蛋白質(zhì)

核昔酸核酸

二、蛋白質(zhì)和核酸是重要的生物大分子

1.蛋白質(zhì)叫的謖承擔(dān)者

通過歸納檢索到的信息，我們發(fā)現(xiàn)生物體中蛋白質(zhì)的種類、結(jié)構(gòu)和功能具有多樣

性。生物界的蛋白質(zhì)種類多達10'°?10”種。在大多數(shù)細胞中，蛋白質(zhì)占到干重的50%

以上。在生物體內(nèi)，蛋白質(zhì)不僅參與細胞的結(jié)構(gòu)組成，還承擔(dān)著物質(zhì)、能量和信息的

轉(zhuǎn)換與傳遞等多種多樣的生命活動。

（1）含量：組成細胞的有機物中含量最多的是蛋亙感，占到干重50%以上。

（2）蛋白質(zhì)功能的多樣性

實例蛋白質(zhì)的功能

動物結(jié)締組織中的膠原蛋白支持和保護作用

細胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白參與水、離子和小分子的運輸

各種受體蛋白參與細胞間信息的傳遞和轉(zhuǎn)換

細胞中的醒絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)催化生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)

血液中的血紅蛋白負責(zé)氧氣的運輸

免疫球蛋白（抗體）機體防御系統(tǒng)的重要組成

蛋臼質(zhì)作為激素調(diào)節(jié)生命活動

生物體兒乎每一項生命活動都需要蛋白質(zhì)的參與、執(zhí)行，因此，可以認為蛋白質(zhì)

是生命活動的主要承擔(dān)者。

2.蛋白質(zhì)由氨基酸組成

1.氨基酸的種類

蛋白質(zhì)種類很多，但是將蛋白質(zhì)水解后會發(fā)現(xiàn)，所有的蛋白質(zhì)都是由氨基酸組成

的。組成蛋白質(zhì)的氨基酸有22種，其中常見的有20種。有些氨基酸是人體細胞不能

合成的，必須從食物中獲取，稱為必需氨基酸（8種必需氨基酸：甲硫氨酸，賴氨酸,

繳氨酸，異亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，蘇氨酸）

甲

賴

笨

亮

色

蘇

異

緘

硫

氨

氨

氤

丙

亮

氨M

氨

酸

酸

酸

氨

氨

酸

酸

酸

酸

酸

2.氨基酸的元素組成及結(jié)構(gòu)特點

■I0

H,N-C-CXH

蛔。

由OHHFLN-C-C

4I'OH

甘氨酸CIL

丙氨酸

CI1；

V夕C1I.

H,N-C-CSH,N-C-CXCII.

-tlLl|CH|0H

.?Nil

/；OII

旗經(jīng)理

革丙重酸天冬^酸1

（1）組成氨基酸的共有元素是C、H、0、N,有的氨基酸還含有S等元素。

（2）氨基酸的結(jié)構(gòu)特點:

①中心碳原子通過四個共價鍵分別連接一個竣基（一C00II）、一個氨基（一Nlh）、

一個氫原子（一H）和一個側(cè)鏈（R基）

②不同種類氨基酸的區(qū)別就在于R基的不同，如甘氨酸上的R基是一個氫原子（一

H）,丙氨酸上的R基則是甲基（一C&）等。每種氨基酸的側(cè)鏈R基具有獨特的化學(xué)

性質(zhì)，可分為極性（親水）和非極性（親脂）兩大類。

③寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：

R

3.脫水縮合的過程

氨基酸通過脫水縮合連接形成肽。一個氨基酸分子的氨基（一NH。和另一個氨基

酸分子的峻基（一COOH）脫水縮合，形成肽鍵。兩個氨基酸分子通過肽鍵連接形成二

肽。

肽鍵

IIOCH,H2°IIOICII,

H,N-C-C-tOH+H-rN-C-COOH上—H,N-C-C-N-C-COOH

IIHIIIIHII

H■敏酸丙氨酸二肽

二肽:由兩個氨基酸縮合而成的化合物。

多肽:由多個氨基酸分子縮合而成的，含多個肽鍵的化合物。

肽鏈:多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫做肽鏈。

a.圖中產(chǎn)生的河0中H來源于氨基和竣基;0來源于竣基。

b.一條肽鏈含有的游離的氨基（或竣基）至少是L個，位于肽鏈的一端；其余的位于R

基（或側(cè)鏈基團）上。

生物體中蛋白質(zhì)種類繁多的原因：多個氨基酸分子通過肽鍵連接，可形成不同長

度的肽鏈。每條肽鏈的一端是氨基，另一端是竣基。肽鏈上氨基酸的組成與排列順序

稱為該肽鏈的氨基酸序列。不同的蛋白質(zhì)的氨基酸序列不同。可以想象，類似26個英

文字母可以組合成無數(shù)英語單詞那樣，20種常見氨基酸的不同組合可以使每一種蛋白

質(zhì)帶有獨特的氨基酸序列。理論上，一個由50個氨基酸組成的肽鏈可能有205°種不同

的氨基酸序列。

IrpArg-fQinOhL?w"M-寸。二療Fht他*V&1力-曠仙3’/

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3.蛋白質(zhì)的功能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)

肽鏈的氨基酸序列-蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)-蛋白質(zhì)的功能

有些蛋白質(zhì)只由一條肽鏈構(gòu)成，如細胞色素C；有些蛋白質(zhì)由多條肽鏈構(gòu)成，如血

紅蛋白由四條肽鏈相互作用形成。

3.1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次

氨基酸

（概念：一個氨基酸分子的竣基與另一個氨

（脫水縮合（基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分

〔子的水

二肽：由兩個氨基酸縮合而成的化合物

I

多肽：由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)

I盤曲、折疊（原因：由于氨基酸之間能形成氫鍵等）

蛋白質(zhì)：具有一定的空間結(jié)構(gòu)

_________________絹成_______脫水_________，一條或數(shù)條_______

C、H、0、N等蒜］1氨基酸|謝|多肽鏈|盤前折疊1庵后而

3.2蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)

高溫、強酸、強堿等一些物理或化學(xué)因素會引起蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（肽鍵

一般不斷裂），導(dǎo)致蛋白質(zhì)的功能受到影響，甚至完全喪失。體溫過高會導(dǎo)致生命危險

的原因之一就是某些蛋白質(zhì)功能的喪失。

4.核酸由核甘酸聚合而成

核酸：最早是在真核細胞的細胞核中發(fā)現(xiàn)的，是細胞中最長的生物大分子。

1.種類：一類是脫氧核糖核酸（DNA）；另一類是核糖核酸（RNA）。

4.1核酸的基本位一核臃

1.核甘酸（組成核酸的基本單位）

（1）組成：由五碳糖、堿基和磷酸基團組成

［分類依據(jù)：五碳糖的不同

（2）種類I類別：脫氧核甘酸和核糖核甘酸

①脫氧核甘酸：構(gòu)成DNA的基本單位

②核糖核甘酸：構(gòu)成RNA的基本單位OH()11

不同的脫氧核昔酸（或核糖核甘酸）分子，其磷酸基團和脫氧核糖（或核糖）都

是相同的，區(qū)別在于堿基種類不同。DNA和RNA分子中各有4種堿基。

[DNA主要分布在細胞核中,線粒體、葉綠體中也有分布

真核生物〔RNA主要分布在細胞質(zhì)中

DNA集中在擬核，少量分布在細胞質(zhì)

原核生物

RNA分布在細胞質(zhì)中

病毒核酸為DNA或RNA,位于病毒的內(nèi)部。

總結(jié)：DNA和RNA的區(qū)別

比較項目脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）

名稱脫氧核甘酸（4種）核糖核甘酸（4種）

0H0H

|堿基|

O=P-O-CH2|堿基|O=P-O-CH2

結(jié)構(gòu)圖0HOH

本0H向OHIOH]

單無機酸磷酸

位組五碳糖脫氧核糖核糖

成A（腺噪吟）、C（胞喀咤）、G（鳥噂吟）

含氮堿基

T（胸腺嚅陡）U（尿喀咤）

一般結(jié)構(gòu)兩條核昔酸鏈一條核甘酸鏈

主要在細胞核，線粒體、

分布主要在細胞質(zhì)

葉綠體也少量含有

5.核酸是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子

DNA分子通常是由兩條核酸單鏈上的堿基相互配對結(jié)合在

一起形成的雙鏈。在DNA分子中，脫氧核甘酸的排列順序蘊含

了遺傳信息。雖然脫氧核甘酸只有4種，但組成DNA的脫氧核

甘酸數(shù)量眾多，排列順序多樣。因此，DNA分子可以儲存的遺

傳信息容量非常大。

RNA分子通常是單鏈，在細胞中參與遺傳信息的傳遞與表達，在蛋白質(zhì)的合成過程

中起著重要作用。部分病毒的遺傳信息儲存在RNA分子中，如艾滋病病毒、SARS病毒、

新型冠狀病毒等。

5.1核酸功能

①核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。

②核酸在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。

補充：細胞如何降解多余蛋白質(zhì)？

1.細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)并不是永久存在的，它也有一個新陳代謝的過程；

2.泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解路徑，本質(zhì)上就是給待降解的蛋白質(zhì)做標記，然后引導(dǎo)其

進入蛋白酶復(fù)合體；

3.與泛素相關(guān)的三種類型酶，種類是非常多的，不同的酶介導(dǎo)標記不同的蛋白質(zhì)，

體現(xiàn)了酶作用的專一性。

補充：不同生物的核酸、核昔酸、雌、遺傳物質(zhì)

生物種類核酸種類堿基種類核甘酸種類遺傳物質(zhì)

細胞生物DNA和RNA5種8種DNA

DNA病毒DNA4種4種DNA

病毒

RNA病毒RNA4種4種RNA

三、糖類和脂質(zhì)是細胞的結(jié)構(gòu)成分和能源物質(zhì)

1.糖類(俗稱碳水化合物)既是能源物質(zhì)(優(yōu)先)也是結(jié)構(gòu)成分

1.糖類元素組成和功能

(1)元素組成：C、H、。元素

(2)分子式：a(iw巾

(3)功能：糖類是光合作用的產(chǎn)物，在地球上含量非常豐富，不僅是維持生物體生命

活動所需能量的主要來源，也是組成生物體結(jié)構(gòu)的基本原料。

2.糖類分類

(1)單糖：不能水解的最簡單的糖。

①分子式：CeHizOe

②種類：六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖;

五碳糖：核糖和脫氧核糖等。

葡萄糖是細胞生命活動的主要能源物質(zhì)；葡萄糖溶解于水，在水溶液中常常會形

成更加穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。核糖和脫氧核糖是含5個碳原子的單糖，是構(gòu)成核酸的重要

成分。

（2）雙糖：由兩個單糖經(jīng)脫水縮合而連接在一起的糖類。

（脫水縮合）

—￥CD

II,（）

葡萄糖葡知糖（水解）麥芽塘

①種類：植物雙糖：蔗糖（葡萄糖+果糖）、麥芽糖（葡萄糖葡萄糖）動物

雙糖：乳糖（葡萄糖+半乳糖）等。

蔗糖從甘蔗和甜菜中提煉得到的；麥芽糖在發(fā)芽的小麥種子中含量豐富；乳糖在

動物乳汁中含量豐富。蔗糖、乳糖和麥芽糖都易溶于水，雙糖在酶的催化下可以水解

成單糖.

（3）多糖：由許多（10個以上）單糖分子經(jīng)脫水縮合后連接形成的大分子。

種類淀粉糖原纖維素

基本單位葡萄糖葡萄糖葡萄糖

植物體內(nèi)糖類能源不溶于水，是構(gòu)成植物

動物體內(nèi)糖類能源物質(zhì)的僮

作用物質(zhì)的儲存形式,細胞細胞壁的主要成

存形式

呈顆粒狀分

消化道吸收的葡萄糖，經(jīng)血液

自然界中分布最廣、含

運輸至肝臟和肌肉，合成難溶

儲存在葉綠體，塊量最多。植物的莖稈和

分布于水的糖原進行儲存。儲存在

根，塊莖和種子中枝葉及所有植物細胞

肝細胞中的稱為肝糖原，儲存

的細胞壁

在肌細胞中的稱為肌糖原。

2.脂質(zhì)（俗稱脂類）對維雅胞結(jié)構(gòu)與功能有重要作用

1.元素組成：主要是C、H、0,有些還含有N、P。相對于糖類，脂質(zhì)分子中氧含量

低，氫含量高。

2.特性：難溶于水。

3.分類和功能

分類組成生理功能

脂肪（甘油三酯）（C、H、0）

甘油和脂肪酸

H油①細胞中儲能效率最高的

QQQ

..nn■（動物脂肪呈固態(tài)）飽和

物質(zhì)；

脂肪酸：長鏈中碳和碳之

②高等動物和人體內(nèi)的脂

間都是以單鍵（C-C）相

肪還具有減少身體熱量散

r7"連

九

（植物脂肪呈液態(tài)）不飽失、維持體溫恒定的作用;

和脂肪酸：碳原子之間存③保護內(nèi)臟器官、緩沖和

J'J

在雙鍵（C=C）連接減壓的功能。

%后助,更3

脂肪釀2

磷脂（C、H、0、N、P）

“嘮及水陽卻

a喉陽外

r親水的頭部:含氮堿基、

—CH-,1油

細胞質(zhì)膜的基本骨架；磷

1;磷酸、甘油

脂雙分子層

哨的微水ftffl疏水的尾部:2個脂肪酸

:1JWIM

，1i

1，分FJR

①構(gòu)成動物細胞質(zhì)膜重要

成分；

②參與血液中脂質(zhì)的運

輸；

固醇類（C、③合成（固醇類激素）拄

膽固醇

H、0）激素（促進人和動物生殖

器官發(fā)育、生殖細胞形

成）、（脂溶性微生物）

維生素D（促進動物腸道對

鈣和磷的吸收）、腎上腺

皮質(zhì)激素等物質(zhì)的原料”

植物固醇植物細胞的重要結(jié)構(gòu)成分

酵母固醇存在于酵母中。

2.1實驗2-1檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)

營養(yǎng)物質(zhì)試劑條件現(xiàn)象

淀粉碘液(棕黃色)變藍

還原性糖班氏試劑(藍色)水浴加熱黃紅色沉淀

脂肪蘇丹IV紅色

蛋白質(zhì)雙縮胭試劑(藍色)先加NaOH、紫色

NaOIkCuSOi后加CuSOi

1.實驗原理

水浴

(1)還原糖(葡萄糖、麥芽糖、果糖等)+班氏試劑光甫糖的氧化產(chǎn)物+黃紅色化合

物

(2)脂肪+蘇丹VI染液一紅色。

(3)蛋白質(zhì)(含有兩個或兩個以上肽鍵)+雙縮胭試劑一紫色。

2.實驗流程

(1)還原糖的鑒定:在盛有2mL1%葡萄糖溶液的試管中加入1mL班氏試劑，搖勻后在

酒精燈上加熱至沸騰，觀察并記錄溶液發(fā)生的顏色變化。

反應(yīng)原理：葡萄糖等還原糖中的醛基與班氏試劑中的Cu(OH%反應(yīng)，加熱之后產(chǎn)生

黃紅色沉淀。

取材：1%葡萄糖溶液

顏色反應(yīng)：盛有2mL

1%葡萄糖