2.1 C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子课件-2024-2025学年高一上学期生物沪科版必修1

第2章 细胞的分子组成 第1节 C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子 学习目标 1.说出组成细胞的主要元素是C、H、O、N、P、S； 2.初步学会用比较归纳的方法建构生物学概念，认同组成细胞的元素都来自自然界； 3.阐明核酸由核苷酸聚合而成，能储存与传递遗传信息。 猪笼草 捕蝇草 瓶子草 捕蝇草捕食瓢虫 获取更多的氮元素 生物体自身能够合成元素吗？ 比较 分析 归纳 部分元素在人体细胞、玉米细胞和地壳中的含量（占细胞干重的百分比） 1、组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？ 生物界和非生物界是具有统一性。 *Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻，禾本科植物。 2、生物体中的元素含量和无机环境中的元素含量有区别吗？这又说明什么？ 生物界和非生物界是具有差异性。 生物界与非生物环境之间的关系 物质交换 比较 分析 归纳 归纳人体细胞和玉米细胞中元素分布的共同特点？ 1. 都含有C、O、H、N、P、S等。 2. C、O、H、N、P、S元素的总质量占到近90%及以上。 88.29 96.07 两种细胞主要元素组成相似，都主要由C、O、H、N、P、S等元素构成。 思考：这些物质主要含有哪些元素？ 细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成 蛋白质：C、H、O、N、（S） 核酸： C、H、O、N、P 糖类和脂肪：C、H、O 比较 分析 归纳 人体细胞和玉米细胞中元素分布的不同点？为什么？ 同种元素在两种细胞中的含量不同。 不同生物细胞中蛋白质、核酸、糖类和脂质的含量会有差异，所以元素的含量也不完全相同。 根据我们刚才的元素分析和这张表格的内容，我们可以得出一个结论，即细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，那请大家再思考一下， 人体细胞和玉米细胞中元素分布的不同点？ 我们一起来看，在人体细胞和玉米细胞中都含有氧元素，但人体细胞内氧元素的含量是14.62%，在玉米细胞中的含量为44.43%，在观察比较其他元素，可以发现每种元素在两种细胞中的含量都是不同的，那导致氧元素在两种细胞内含量不同 的原因是什么？ 我们一起想一想，与人体细胞相比，玉米细胞中淀粉和纤维素这两种糖类含量高，而糖类的组成元素中，O元素含量较高，这也就使玉米细胞中含有更多的氧元素。 这也说明，同种细胞内，不同元素的含量不同，主要与他们所组成的蛋白质、核酸、糖类和脂质的差异有关。 1. 细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成 细胞还有多种微量元素 Fe、Zn、I、F等 微量元素总质量仅占细胞干重的1%左右，但必不可少，有不可或缺的作用： 长期摄入碘（I）不足 长期摄入铁（Fe）不足 微量元素不重要，不需要补充 1. 细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成 为什么在细胞中碳元素占细胞干重的百分比最高？ 分析 思考 元素以碳链为骨架形成生物分子 我们回到这张表，可以发现无论是在人体细胞还是在玉米细胞中，C元素都占到了40%以上，为什么在细胞中碳元素占细胞干重的百分比最高呢？ 刚才我们讲到，蛋白质，核酸，糖类，脂质占生物体干重的绝大部分，而这些生物大分子主要是由小分子组成，比如甘油三酯的基本单位脂肪酸，糖类的基本单位葡萄糖，而碳元素就参与了这些小分子的组成，碳元素是怎么参与这些分子的组成呢？ 我们可以从它们的结构式中看到，这些小分子都以碳链为基本骨架。C与C之间以单键、双键相连接，形成了长短不一，形状不同的结构，我们把它称为碳骨架，碳骨架是构成这些小分子的基本骨架。 2. 元素以碳链为骨架形成生物分子 2. 元素以碳链为骨架形成生物分子 碳骨架周边连接着不同化学基团，具有自己的化学特性，使生物分子具有一定空间结构，进行特定化学反应，从而使生物分子具有特定生物功能的物质基础。 总结 元素以碳链为骨架形成生物分子 细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成 组成生物的元素均可在自然界中找到 蛋白质主要由C、H、O、N，可能还有S构成； 核酸主要由C、H、O、N、P构成； 糖类和脂质主要有C、H、O构成。 为什么可以通过鼻咽拭子病毒核酸判断人体是否感染病毒呢？ 不同生物的核酸携带了不同的遗传信息！ 核酸的种类和分布 核酸种类有哪些？ 1 2 脱氧核糖核酸 核糖核酸 （简称RNA） （简称DNA） DNA RNA 核酸分布在哪里？ 核酸 DNA （脱氧核糖核酸） RNA （核糖核酸） 主要分布在细胞质中 真核细胞 主要分布在细胞核， 少量在线粒体、叶绿体 原核细胞 主要分布在拟核 少量在细胞质中 核酸的种类和分布 核酸 细胞中最长生物大分子 核酸的基本组成单位是什么? 由哪些元素组成？由哪些分子组成？ 1. 核酸由核苷酸聚合而成 核苷酸 1. 核酸由核苷酸聚合而成 C、H、O、N、P 1.核苷酸的元素组成 2.核苷酸的分子组成 核苷酸=一分子五碳糖 + 一分子含氮碱基 + 一分子磷酸 3.核苷酸的结构简式 磷酸 五碳 糖 含氮碱基 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 1. 核酸由核苷酸聚合而成 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 OH H H OH H H O 碱基 磷酸 CH2 OH O OH O P H OH H H H H O 碱基 磷酸 CH2 OH O O P OH 核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸 RNA（核糖核酸） DNA（脱氧核糖核酸） 1. 核酸由核苷酸聚合而成 4.含氮碱基 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 A G C T 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 核糖 磷酸 含氮碱基 A G C U 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 “愿做一条RNA，即便是单链，也能拥有U” 1. 核酸由核苷酸聚合而成 细胞生物体内一共有几种核苷酸？几种碱基 怎么读？ 1. DNA和RNA在化学组成上的异同 思考：以脱氧核糖核苷酸为例，思考其如何构成DNA分子呢？ 1953，沃森和克里克提出“DNA双螺旋结构分子模型”， 标志着生命科学研究进入分子水平。 思考：若干个脱氧核糖核苷酸如何构成DNA分子呢？ A T G C A T G C 氢键 一个核苷酸的五碳糖和另一个核苷酸的磷酸基团脱水缩合形成。 脱氧核糖核苷酸 脱氧核苷酸链 DNA双螺旋结构 脱水缩合 通过碱基互补配对 A与T配对 C与G配对 A与T配对 C与G配对 2. 核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子 DNA是绝大部分生物的遗传物质，其分子中的脱氧核糖核苷酸的排列顺序蕴含了遗传信息。 思考：左图中两个DNA都各含有8个核苷酸，它俩携带的遗传信息一样吗？ 核苷酸排列顺序多样 组成DNA的核苷酸数量众多 DNA 多样性 特异性: 对于某一种生物，其遗传物质的核苷酸排列顺序特定的。 2. 核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子 资料：DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。 为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息? 根本原因在于DNA是遗传物质，储存有生物的遗传信息，不同个体的遗传信息不同 DNA是双链结构，RNA是单链结构 大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。 核酸是储存、传递遗传信息的生物大分子 两种核酸比较 脱氧核糖核酸（DNA) 核糖核酸（RNA） 元素组成 都由 C、H、O、N、P等5种元素组成 基本组成单位 组成 磷酸 都有1分子磷酸基团 五碳糖 含氮 碱基 一般结构 分布 主要存在于细胞核中， 少量存在于线粒体和叶绿体中 主要存在于细胞质中 以其为遗传物质 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 双链（双螺旋结构） 单链 细胞生物和DNA病毒 RNA病毒 总结 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 核苷酸 核苷酸链 构成 核酸 分为 DNA RNA 细胞核 细胞质 遗传信息 主要分布在 主要分布在 核苷酸排列顺序 五碳糖和磷酸基团脱水缩合 含脱氧核糖 含核糖 聚合而成 聚合而成 练习 所谓“DNA 指纹”，就是把 DNA 作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。DNA指纹鉴定技术的依据是不同人的( ) A.相同组织中的 DNA 相同 B.DNA 上的碱基种类不同 C.DNA 中碱基排列顺序不同 D.DNA 中磷酸和脱氧核糖排列顺序不同 C 作业 练习册第2章第1节的全部内容 练习册第2章第2节选择题8、9以及综合题2 $$