第2章 细胞的分子组成-必背知识清单（沪科2020版必修1）

第2章 细胞的分子组成 一、C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子 1.细胞主要由 C、H、O、N、P、S 等元素构成 (1)元素的的统一性和特殊性 ①统一性：(生物界与非生物界)组成细胞的元素都可以在地壳中找到，没有一种元素是生物界所特有的，可见生物与环境密不可分，是自然界组成的一部分。 ②特殊性：（生物界与非生物界）生物体细胞中的元素组成与非生物环境的元素组成既相似又有差异。细胞与地壳中元素的分布差异很大，体现了生命的特殊性。 1.2组成细胞的化合物 (1)存在形式：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质（C、H、O、N、（S））、核酸（C、H、O、N、P）、糖类（C、H、O）、脂质（C、H、O）等。 (2)据上图完成组成细胞化合物的有关问题。 ①鲜细胞（活细胞）中含量最多的化合物是水。它是生命之源，缺少了它生命活动就无法进行。含量（就是重量，H比较轻，所以不是H）最高的元素：O>C>H>N ②干细胞（去掉了水）中含量最多的化合物是蛋白质。它是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用。含量最高的元素：C>O>N>H (3)细胞内还有多种含量甚微的元素，称为微量元素，如 Fe、Zn、Cu、I、Mn、B（能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺乏会“花而不实”）、Cr、Mo、Co、Se、F等。微量元素的总质量仅占细胞干重的1%左右，且仅出现在某些生物分子中，但不可缺少。例如，碘（I）是构成甲状腺激素的重要元素。缺碘或长期碘摄入量不足会导致地方性甲状腺肿（俗称大脖子病）。 2.元素以碳链为骨架形成生物分子 碳元素占细胞干重的40%以上。蛋白质、核酸、糖类和脂质等组成细胞的生物分子都可以看成是碳的化合物。生物分子中，碳原子与周边的碳或其他原子通过化学键结合，形成相对稳定的分子结构。碳与碳之间能以单键（C—C）、双键（C =C）相连接，形成长短不一、形状不同的碳骨架。 细胞中的许多生物分子是大分子，一般由小分子组成，如蛋白质由氨基酸组成，多糖由单糖（如葡萄糖）组成。从氨基酸、葡萄糖等生物分子的结构来看，其碳骨架周边连接着不同基团。这些基团都有自己的化学特性，使生物分子具有一定的空间结构，并能进行特定的化学反应。这也正是生物分子具有特定生物功能的物质基础。 （1）生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 单糖（葡萄糖） 多糖（淀粉、糖原、纤维素） 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸（DNA和RNA） （2）每一个单体都以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。 （3）碳是生命的核心元素。 （4）细胞是由化学元素和化合物构成的 （5）多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。 （6）糖类和脂质提供生命活动的重要能源。 （7）水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。 （8）细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动。 二、蛋白质和核酸是重要的生物大分子 1.蛋白质是生命活动的主要承担者 通过归纳检索到的信息，我们发现生物体中蛋白质的种类、结构和功能具有多样性。生物界的蛋白质种类多达1010 ～ 1012种。在大多数细胞中，蛋白质占到干重的50%以上。 在生物体内，蛋白质不仅参与细胞的结构组成，还承担着物质、能量和信息的转换与传递等多种多样的生命活动。 （1）含量：组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质，占到干重50%以上。 （2）蛋白质功能的多样性 实例 图示 蛋白质的功能 动物结缔组织中的胶原蛋白（结构蛋白质） 支持和保护作用（构成生物体结构） 细胞膜上的转运蛋白 参与水、离子和小分子的运输 各种受体蛋白 参与细胞间信息的传递和转换 细胞中的酶绝大多数是蛋白质（催化作用蛋白质） 催化生物体内的各种化学反应 血液中的血红蛋白（运输作用蛋白质） 负责氧气的运输 免疫球蛋白（抗体）（免疫作用蛋白质） 机体防御系统的重要组成 胰岛素、生长激素（含量少，长不高，晚上才分泌）等蛋白质（调节功能蛋白质） 调节生命活动 生物体几乎每一项生命活动都需要蛋白质的参与、执行，因此，可以认为蛋白质是生命活动的主要承担者。 2.蛋白质由氨基酸组成 1．氨基酸的种类 蛋白质种类很多，但是将蛋白质水解后会发现，所有的蛋白质都是由氨基酸组成的。组成蛋白质的氨基酸有22种，其中常见的有20种。 有些氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从食物中获取，称为必需氨基酸（非必需氨基酸：在人体中可以合成的氨基酸）（8种必需氨基酸：甲硫氨酸，赖氨酸，缬氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸