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高中生物竞赛教导资料： 第一章 细胞生物学
细胞生物学是研究细胞结构、功效、生活史和生命活动本质和规律科学，是生物科学关键分支之一，也是生命科学和分子生物学研究基础。本章包含细胞化学成份，细胞器，细胞代谢，DNA、RNA和蛋白质生物合成，物质经过膜运输，有丝分裂和减数分裂，微生物学和生物技术等部分。依据1BO考纲细目和近几年来试题要求，以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标
第一节 细胞化学成份
尽管自然界细胞形态多样，功效各异，但其化学成份基础相同，关键包含：糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。
一、糖类
糖类是多羟基醛、多羟基***总称，通常可用Cm(H20)n化学通式表示。因为部分糖分子中氢和氧原子数之比往往是2：1，和水结构相同，故又把糖类称为碳水化合物。糖是生命活动关键能源，又是关键中间代谢物，还有些糖是组成生物大分子，如核酸和糖蛋白成份，所以含相关键意义。糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。假如糖类化合物中尚含有非糖物质部分，则称为糖复合物，比如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。
(一)单糖
单糖是最简单糖，不能被水解为更小单位。单糖通常含有3—7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。天然存在单糖通常全部是D-构型。单糖分子既能够开链形式存在，也能够环式结构形式存在。在环式结构中假如第一位碳原子上羟基和第二位碳原子羟基在环伺一面，称为α-型；假如羟基是在环两面，称β-型。
关键单糖有以下多个：
1．丙糖 如甘油醛(醛糖)和二羟***(***糖)。它们磷酸酯是细胞呼吸和光合作用中关键中间代谢物。
2．戊糖 戊糖中最关键有核糖(醛糖)、脱氧核糖(醛糖)和核***糖(***糖)。核糖和脱氧核糖是核酸关键成份，核***糖是关键中间代谢物。
3．己糖 葡萄糖、果糖和半乳糖等全部是己糖。全部己糖分子式为C6H1206，但结构式不一样，互为同分异构体。葡萄糖是植物光合作用产物，也是细胞关键能源物质之一。
(二)寡糖
由少数多个(2—6个)单糖缩合而成糖称为寡糖。最多寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖。
1．麦芽糖 麦芽糖是由一个α—D-葡萄糖半缩醛羟基和另一分子α-D-葡萄糖C4上醇羟基缩合脱去一分子水，经过α-1，4-糖苷键结合而成。麦芽糖是淀粉基础单位，淀粉水解即产生麦芽糖，所以麦芽糖通常只存在于淀粉水解组织，如麦芽中。
2．蔗糖 一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖缩合脱水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜和香蕉、菠萝等水果中全部富含蔗糖。
乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖经过β-1，4-糖苷键结合而成。乳糖关键存在于哺乳动物乳汁中。
4．纤维二糖 纤维二糖是纤维素基础结构单位，由2分子p-D-葡萄糖经过β-1，4-糖苷键结合而成。
(三)多糖
自然界数量最大糖类是多糖。多糖是由很多单糖分子缩合脱水而成分支或不分支长链分子。常见多糖有：淀粉、纤维素、糖原、几丁质和黏多糖等。
1．淀粉 天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接多糖链。支链淀粉分子中除有α—1，4-糖苷键糖链外，还有α-1，6-糖苷键连接分支。淀粉和碘有呈色反应，直链淀粉为蓝色，支链淀粉为紫红色。在稀酸或酶作用下，淀粉水解：淀粉→糊精→麦芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解最初产物，伴随水解，糖分子逐步变小，它和碘作用分别呈红色、黄色、无色。这个反应可用于淀粉水解过程检验。

2．糖原 糖原是动物组织中贮存多糖，又称动物淀粉。糖原也是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接而成，但糖原分支比支链淀粉多。糖原遇碘作用呈红褐色。
3．纤维素，纤维素是一个线性由β-D-葡萄糖基以β-1，4-糖苷键连接没有分支同多糖。纤维素是植物细胞壁关键组成成份。
4．几丁质(甲壳素) 昆虫和甲壳类外骨骼关键成份为几丁质，是N-乙酰—D-氨基葡萄糖以
β-1，4-糖苷键缩合成同多糖。
二、脂类
脂类是生物体内一类关键有机化合物。它们有一个共同物理性质，就是不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂(如***仿、***、***等)。脂类组成元素关键有C、H、0，但0元素含量低，C、H元素含量高，根本氧化后能够放出更多能量。另外，有脂类还含有P和N。生物体内常见含相关键生理功效脂类关键有三酰甘油、磷脂、类固醇、萜类、蜡等。
1．三酰甘油
三酰甘油也称脂肪，是由1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成酯。