第二章细胞的化学组成
第一节细胞中的元素和无机化合物
一、组成细胞的元素
1、组成生物体的最基本元素：C元素。
大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
占细胞鲜重比例最大的化学元素是O，
占细胞干重比例最大的化学元素是C。
2、缺乏必需元素可能导致疾病。如：克山病（缺硒）
3、生物界与非生物界的统一性和差异性
统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。
差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。
二、细胞中的无机化合物：
1、水：
（1）含量：是活细胞中含量是最多的物质。
（2）形式：
l自由水：是可以自由流动的水。
作用：①良好的溶剂；
②参与细胞内生化反应；
③物质运输；
④维持细胞的形态
（在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）
l结合水：是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。
（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强）
2、无机盐
（1）存在形式：大多数以离子形式存在
（2）作用
①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
（如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。
②许多无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。（如动物Ca2+浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力。）
③无机盐对于维持细胞的酸碱平衡平衡也很重要
第二节细胞中的生物大分子
一、生物大分子的基本骨架
碳原子之间可以通过单键相结合，也可以通过双键或三键相结合，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。
二、糖类
1、元素组成：由C、H、O3种元素组成。
2、分类
二糖与多糖的水解产物：
蔗糖→1葡萄糖+1果淀粉→麦芽糖→葡萄糖
麦芽糖→2葡萄糖纤维素→葡萄糖
乳糖→1葡萄糖+1半乳糖糖原→葡萄糖
3、功能：糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。
（另：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。）
三、脂质
1、元素组成：主要由C、H、O组成，有些还含N、P
2、分类：脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等）
3、共同特征：不溶于水
4、功能：脂肪：脂肪是细胞内的良好的储能物质。脂肪还有保温、缓冲和减压的作用
类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质。
固醇：胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体中还参与血液中脂质的运输；
性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；
维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
四、蛋白质（细胞中含量最多的有机物）
1、元素组成：蛋白质主要含C、H、O、N4种元素，大多还含有S，有的也含有P、Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。
2、基本组成单位：
氨基酸
（组成蛋白质的氨基酸约20种）
氨基酸结构通式：
氨基酸的判断：①同时有氨基和羧基
②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）
3．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：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，其通常呈链状结构，称为肽链
蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多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
4．计算：
①失去水分子数＝肽键数＝氨基酸数—肽链数
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量
③一个肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，在R基中可能也有氨基和羧基。
5．功能：
五、核酸
1、元素组成：由C、H、O、N、P5种元素构成
2、基本单位：核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1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）
组成核酸的碱基有5种，五碳糖有2种，核苷酸有8种。
3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）
4、生理功能：核酸是细胞中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有十分重要的作用。
有细胞结构的生物的核酸为DNA和RNA，遗传物质为DNA
无细胞结构的生物（病毒）的核酸为DNA或RNA，遗传物质为DNA或RNA