第二章 細胞的化學組成
第一節 細胞中的元素和無機化合物
一、組成細胞的元素
1、組成生物體的最基本元素： 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
佔細胞鮮重比例最大的化學元素是 O，
佔細胞乾重比例最大的化學元素是 C。
2、缺乏必需元素可能導致疾病。如：克山病（缺硒）
3、生物界與非生物界的統一性和差異性
統一性：組成生物體的化學元素，在無機自然界都可以 找到，沒有一種元素是生物界特有的。
差異性：組成生物體的化學元素在生物體和自然界中含量 相差很大。
二、細胞中的無機化合物：
1、水：
（1）含量：是活細胞中含量是 最多 的物質。
（2）形式：
l 自由水：是可以 自由流動 的水。
作用：① 良好的溶劑；
② 參與細胞內生化反應；
③ 物質運輸；
④ 維持細胞的形態
（在代謝 旺盛 的細胞中，自由水的含量一般較多）
l 結合水：是與其他物質相 結合 的水。作用是組成 細胞結構 的重要成分。
（結合水的含量增多，可以使植物的 抗逆性 增強）
2、無機鹽
（1）存在形式：大多數以 離子 形式存在
（2）作用
①有些無機鹽是細胞內某些複雜化合物的 重要組成成分
（如Mg2+是構成 葉綠素 的成分、Fe2+是構成 血紅蛋白 的成分、I-是構成 甲狀腺激素 的成分。
②許多無機鹽離子對於 維持細胞和生物體的生命活動 有重要作用。（如動物Ca2+濃度過低 肌肉抽搐、過高 肌肉乏力。）
③無機鹽對於維持細胞的 酸鹼平衡 平衡也很重要
第二節 細胞中的生物大分子
一、生物大分子的基本骨架
碳原子之間可以通過單鍵相結合，也可以通過雙鍵或三鍵相結合，形成不同長度的鏈狀、分支鏈狀或環狀結構，這些結構稱為有機物的 碳骨架。
二、糖類
1、元素組成：由 C、H、O 3種元素組成。
2、分類
二糖與多糖的水解產物：
蔗糖 →1葡萄糖+1果澱粉 →麥芽糖→葡萄糖
麥芽糖→2葡萄糖纖維素→葡萄糖
乳糖 →1葡萄糖+ 1半乳糖糖原 →葡萄糖
3、功能：糖類是生物體維持生命活動的主要 能量 來源。
（另：能參與 細胞識別，細胞間 物質運輸 和 免疫功能 的調節等生命活動。）
三、脂質
1、元素組成：主要由 C、H、O 組成，有些還含N、P
2、分類：脂肪、類脂（如磷脂）、固醇（如膽固醇、性激素、維生素D等）
3、共同特徵：不溶於水
4、功能：脂肪：脂肪是細胞內的良好的 儲能 物質。 脂肪還有 保溫、緩衝和減壓 的作用
類脂中的磷脂：是構成 生物膜 的重要物質。
固醇：膽固醇是構成 細胞膜 的重要成分，在人體中還參與血液中脂質的運輸；
性激素能促進人和動物 生殖器官 的發育以及 生殖細胞 的形成；
維生素D能有效地促進人和動物腸道對 鈣和磷 的吸收。
四、蛋白質（細胞中含量最多的有機物）
1、元素組成：蛋白質主要含 C、H、O、N 4 種元素，大多還含有S，有的也含有P、 Fe、Cu、Mn、I、Zn 等元素。
2、基本組成單位：
胺基酸
（組成蛋白質的胺基酸約20種）
胺基酸結構通式：
胺基酸的判斷： ①同時有 氨基 和 羧基
②至少有一個氨基和一個羧基連在 同一個 碳原子上。
（組成蛋白質的20種胺基酸的區別：R基 的不同）
3．形成：許多胺基酸分子通過 脫水縮合 形成肽鍵（-CO-NH-）相連而成肽鏈，多條肽鏈盤曲摺疊 形成有具有一定空間結構的蛋白質
二肽：由2個胺基酸分子組成的肽鏈。
多肽：由多個胺基酸分子縮合而成的化合物稱為 多肽 ，其通常呈 鏈狀結構，稱為肽鏈
蛋白質結構的多樣性的原因：組成蛋白質多肽鏈的胺基酸的 種類、數目、排列順序 的不同；
構成蛋白質的多肽鏈的 數目、空間結構 不同
4．計算：
①失去水分子數＝肽鍵數＝胺基酸數— 肽鏈數
②蛋白質相對分子質量＝胺基酸平均相對分子質量×胺基酸數量－失去水分子數×水的相對分子質量
③一個肽鏈中至少有 1 個游離的氨基和 1 個游離的羧基，在R 基中可能也有氨基和羧基。
5．功能：
五、核酸
1、元素組成：由 C、H、O、N、P 5種元素構成
2、基本單位：核苷酸（由 1分子磷酸 + 1分子五碳糖 + 1分子含氮鹼基 組成）
1分子磷酸
脫氧核苷酸 1分子 脫氧核糖
（4種） 1分子含氮鹼基（A、 T 、G、C）
1分子磷酸
核糖核苷酸 1分子 核糖
（4種） 1分子含氮鹼基（A、 U 、G、C）
組成核酸的鹼基有5 種，五碳糖有2種，核苷酸有8種。
3、種類：脫氧核糖核酸 （DNA）和 核糖核酸 （RNA）
4、生理功能：核酸是細胞中 攜帶遺傳信息 的物質，在生物體的 遺傳、變異和蛋白質的生物合成 有十分重要的作用。
有細胞結構的生物的核酸為 DNA和RNA，遺傳物質為 DNA
無細胞結構的生物（病毒）的核酸為 DNA或RNA，遺傳物質為 DNA或RNA