[高一理化生]细胞的分子组成-高中一年级生物课件

专题一 细胞的分子组成和基本结构,第一讲 细胞的分子组成,一、蛋白质的结构和功能 1.氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子中至少都含有 ，且 。可用 表示。,一个氨基和一个羧基,都有一个氨基和一个羧基,连在同一个碳原子上,十字绣/ 十字绣之家http:/www.szxclub十字绣/ 十字绣之家/ 十字绣图案大全/picture/十字绣绣法/xiufa/十字绣品牌/pinpai/.com/,2.蛋白质的形成过程：在细胞内的核糖体上，氨基酸通过脱水缩合反应，形成由 连接成的多肽，再由一条或几条肽链形成具有一定 的蛋白质。,空间结构,肽键,3.蛋白质的多样性：氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链空间结构的多样性 多样性 多样性。4.蛋白质功能多样性表现在：它是构成细胞和生物体结构的重要物质；具有 、 、调节、 等作用。,决定,结构,决定,功能,催化,运输,免疫,二、核酸的结构和功能1.核酸的结构：组成核酸的基本单位是 ，共有 种，含氮碱基有 种。脱氧核苷酸和核糖核苷酸在成分上的差异是前者含有 和 ，后者含有 和 。2.核酸的功能：遗传信息的携带者。绝大多数生物的遗传物质是 ，部分病毒的遗传物质是 。,核苷酸,8,5,脱氧核糖,碱基T,核糖,碱基U,DNA,RNA,三、糖类、脂质及其作用1.细胞生命活动所需要的主要能源物质是 ；参与组成核酸的糖是 ；参与高等植物细胞分裂末期细胞板形成的糖是 ；作为动植物细胞中重要储能物质的糖分别是 和 。2.作为细胞内良好储能物质的脂质是 ；参与构成细胞膜以及细胞器膜的重要脂质是 。,糖类,核糖和脱氧核糖,纤维素,糖原,淀粉,磷脂,脂肪,四、水和无机盐的作用,酸碱平衡,良好溶剂,考点一 蛋白质、核酸的关系及其相关计算1.二者在功能上的区别 （1）蛋白质是生命活动的主要承担者，一切生命活动都离不开蛋白质。蛋白质可分为两类： 结构蛋白：肌肉蛋白、细胞膜上的蛋白质等； 功能蛋白：血红蛋白、载体、酶、激素、抗体、糖被等。 （2）核酸是细胞内遗传信息的携带者，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中都具有极其重要的作用。,DNA是主要的遗传物质，某些病毒以RNA为遗传物质。 mRNA是蛋白质合成的直接模板，tRNA是氨基酸的运载工具，rRNA是核糖体的组成成分，某些RNA可作为酶催化化学反应。,2.二者的联系 （1）DNA、RNA和蛋白质之间的关系 蛋白质的合成受DNA控制，直接模板是mRNA，蛋白质的性质由核酸决定。 DNA的复制、转录和翻译等过程要有蛋白质（某些酶）的参与，蛋白质（某些酶）也在核酸代谢中起催化作用。,两者之间相互作用，形成了细胞生命活动的一个自动控制体系，是生命活动的基本特征。 （2）DNA多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系 （3）DNA和蛋白质的特异性 DNA和蛋白质均存在物种特异性，其中DNA起决定作用，因此可从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供证据。,3.有关计算（1）蛋白质中的肽键数=缩合产生的水分子数=水解所需水分子数=氨基酸个数-肽链数。（2）蛋白质的相对分子质量=氨基酸分子个数氨基酸平均相对分子质量-18脱去的水分子数。（3）DNA的相对分子质量=脱氧核苷酸数脱氧核苷酸平均相对分子质量-（脱氧核苷酸数-2）18。（4）RNA的相对分子质量=核糖核苷酸数核糖核苷酸平均相对分子质量-（核糖核苷酸数-1）18。（5）氨基酸与相应核酸的碱基（核苷酸）数目的对应关系： DNA（基因 ） mRNA 蛋白质 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 6 3 1,转录,翻译,特别提醒 若由氨基酸脱水缩合形成环状肽，其肽键数=缩合产生的水分子数=水解所需水分子数=氨基酸个数。环状DNA分子，如质粒，其相对分子质量=脱氧核苷酸数脱氧核苷酸平均相对分子质量-脱氧核苷酸数18。,某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子量约为（）A. ab-6b+18nB. ab-6bC. 18D. ab- 18,解析 控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质由 个氨基酸缩合而成；氨基酸的平均相对分子质量为a，则 个氨基酸的总相对分子质量为 ab；又知该蛋白质由n条肽链组成，则缩合过程中共脱去水分子（ - n），相对分子质量减少（ -n）18。即该蛋白质相对分子质量为： ab-（ -n）18。答案 D,下列关于生物大分子的叙述，正确的是 （ ）A.蛋白质是由多个氨基酸分子通过肽键相互连接而成的 高分子化合物，它的合成直接由DNA决定B.DNA是一切生物遗传信息的载体C.酶是活细胞产生的具有催化活性的生物大分子D.RNA通常只有一条链，它的碱基组成与DNA完全不同解析 题干信息有：蛋白质和核酸是生物大分子，蛋白质的合成受DNA控制，蛋白质合成的直接模板是mRNA。绝大多数生物以DNA作为遗传信息的载体，有些病毒是RNA。RNA与DNA都有碱基A、G、C，RNA特有U，DNA特有T。因此，A、B、D均有错误。,C,考点二 细胞中的能源物质种类及其放能情况分析1.细胞中的能源物质种类 （1）主要能源物质：糖类。 （2）主要储能物质：脂肪。除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。 （3）直接能源物质：ATP。2.从元素组成上分析物质氧化分解时释放能量的多少 （1）有氧呼吸第三阶段是H与O2结合生成水，并释放大量能量，因此物质的氢含量越高，氧化分解时释放能量越多。 （2）脂肪的含氢量远高于糖类和蛋白质，因此等质量的糖类、脂肪、蛋白质氧化分解时，脂肪消耗O2最多，释放能量也最多。,根据下表分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法错误的是（）A.同质量下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多B.脂肪中H的比例是12%C.XYD.脂肪中H的比例较高，所以释放能量较多,解析 从表中信息可计算出脂肪中氢的含量1-（75%+13%）=12%，糖类中氢的含量1-（44%+50%）=6%，耗氧量与氢含量成正比，氢含量高耗氧多，产生水多，同时释放能量也多。答案 C,（09佛山模拟）实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，有关叙述正确的是（）A.用双缩脲试剂检测大豆种子研磨滤液呈紫色B.蛋白质检测实验最好选用花生作为材料C.三种种子都常用来做成面粉或榨食油D.萌发时相同质量的三种种子需要的O2量相同,解析 据图可知：花生干种子中含量最多的是脂肪，大豆干种子中含量最多的是蛋白质，小麦干种子中含量最多的是淀粉。但质量相同的蛋白质、脂肪、淀粉，在氧化分解过程中脂肪的耗氧量最多。双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应。答案 A,考点三 有关生物体内水分的总结1.水的代谢与调节,2. 水的结构（1）极性分子细胞内的良好溶剂。生物体内物质运输的主要介质。（2）氢键：调节温度。,下列有关人体内水的叙述中，错误的是 （ ）A.人体细胞有氧呼吸过程中既有水的参与，也有水的产生B.当人体缺水时，血浆的渗透压会升高，在下丘脑形成渴觉C.在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生D.人体衰老细胞中水含量减少，代谢缓慢,解析 有氧呼吸第二阶段需要水的参与，第三阶段有水的产生；下丘脑是调节人体内水平衡的中枢，但渴觉的形成在大脑皮层；胰岛素属于蛋白质，在氨基酸经脱水缩合作用生成多肽的过程中有水的产生；衰老细胞最大特点是代谢缓慢，其细胞内水含量相对较少。 答案 B,（09黄冈模拟）下列与水有关的叙述中，正确的是（）A.细胞有氧呼吸过程的第三个阶段，既有水的生成，又 有水的分解B.由于人体对花粉过敏，使血管壁通透性降低，水分大 量积累在细胞间隙，导致组织水肿,C.苹果树不宜在热带地区栽种的主要限制因素是水D.如果白天用含18O的水浇花草，周围空气中的H2O、 O2和CO2中都可能检测出18O解析 有氧呼吸第三阶段为H+O2H2O，无水的分解。花粉过敏，血管壁通透性增加。限制苹果在热带生长的因素是温度。 答案 D,例1 用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数 目如下：,据表格分析，可以归纳以下几点结论，其中正确的是 ( )（1）表中的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用不同（2）表中与或与虽然功能相似，但各具专一性（3）这六种多肽类化合物中，每种都至少含有一个氨基和一 个羧基（4）中常见的氨基酸最多22种，控制合成的mRNA中至 少有22个密码子。（5）假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均分子质量 均为m，则的相对分子质量比的相对分子质量多（3m- 183） A.（1）（2）（3）（5）B.（3）（4）（5） C.（1）（2）（5）D.（2）（5）,解析 本题综合考查了蛋白质的有关知识。氨基酸的种类、数目和排列顺序决定了肽类化合物的结构，进而决定了它们的功能。与、与功能相似，但由于作用的对象不同，因而各具专一性。每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基。构成蛋白质的氨基酸有20种，每个氨基酸对应一个密码子，所以中氨基酸最多20种，控制合成的mRNA中至少有22个密码子。的相对分子质量为13 m-(13-1)18，的相对分子质量10m-(10-1)18，故的相对分子质量比的相对分子质量多13 m-(13-1)18-10 m-(10-1)18=(3 m-183)。答案 A,得分策略 找准错因是得分的关键环节。错因1：不能正确理解氨基酸与蛋白质结构的关系而漏选（3），从而易错选C；错因2：不能理清蛋白质合成过程中的相互关系而出现计算性错误。,例2 （09潍坊质检）下图是人体细胞中两种重要有机物A 和E的元素组成及相互关系图，请据图回答： （1）请在图中横线上写出两种重要有机物A和E的元素组成。,（2）D为 ，它彻底水解的产物是 、 。（3）E具有多样性，其原因是：从b分析是由于 ，从A分析是由于 。（4）反应过程为 ，若b的平均相对分子质量为r，通过反应过程形成m条肽链，经盘曲折叠构成相对分子质量为e的E，则E分子中肽键的数目是 。（5）染色体是 的主要载体，它主要分布在细胞核里。,解析 从染色体的组成和图示物质关系上分析，A是DNA，E是蛋白质。相应a、b分别表示脱氧核苷酸和氨基酸，分别表示转录和翻译过程。D表示mRNA，B表示多肽。（1）组成DNA的元素有C、H、O、N、P，组成蛋白质的元素有C、H、O、N等。（2）RNA彻底水解，可得到磷酸、核糖和四种碱基（A、U、G、C）。（3）蛋白质具有多样性，从氨基酸的角度分析，与组成多肽的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，此外，也与肽链盘曲叠形成的空间结构有关。从基因控制蛋白质合成的角度分析，是由基因中的核苷酸序列决定,（5）染色体是遗传物质的主要载体。,答案 （1）N、P N （2）mRNA 磷酸 核糖碱基（3）组成B的b种类、数量、排列顺序不同 组成A的a排列顺序不同 （4）脱水缩合（erm）/（r18）（5）基因（遗传物质）,方法总结 蛋白质、核酸的结构和功能一直是热点，本题借助图解方式考查，新颖、综合性强。分析图解，理顺由元素到组成单位再到有机大分子的知识链，即可准确作答。,的。（4）氨基酸经脱水缩合形成多肽，设肽键数为x，则r（x+m）-18x=e，得x=（e-rm）/（r-18）。,1.在生物体内，生命活动的承担者、遗传信息的携带者、膜结构中含量最多的成分、生命活动的主要能源物质依次为（） A.蛋白质、脂类、核酸、糖类 B.蛋白质、磷脂、核酸、糖类 C.蛋白质、糖类、核酸、糖类 D.蛋白质、核酸、磷脂、糖类,解析 生命活动是通过蛋白质体现的，它是生命活动的承担者。核酸是除朊病毒外一切生物的遗传物质，具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，非细胞结构的病毒的遗传物质有的是DNA，有的是RNA。膜结构中的主要成分是脂质，其中磷脂在脂质中含量最多。糖类是生命活动的主要能源物质。答案 D,2.从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入本尼迪特试剂并加热，出现红黄色。该成分是 （ ） A.糖脂B.磷脂C.糖蛋白D.脂蛋白 解析 由题中的两个实验推知，该成分既含有蛋白质，又含有还原糖，可以判定为糖蛋白。,C,3.由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，其中z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 （ ）A.m-n+z B.m-n-z C.m-z+n D.m+z+n 解析 在形成蛋白质的过程中，脱水缩合形成的水分子数=氨基酸数目-肽链的条数。假如这n条肽链都是直链的话，则形成m-n个水分子；由于形成一个环肽比形成一条直链肽多形成一个水分子，而在n条肽链中有z条是环肽，故由m个氨基酸形成该蛋白质分子时共形成了m-n+z个水分子，因此该蛋白质水解形成氨基酸时需要消耗m-n+z个水分子。,A,4.（09汕头模拟）下图表示细胞中的5类有机化合物的关系，每个椭圆形代表一种有机物，关于这5种化合物名称中最合理的一组是（） A.：维生素、脂质、酶、蛋白质、激素 B.：维生素、脂质、激素、蛋白质、酶 C.：酶、蛋白质、脂质、激素、维生素 D.：激素、脂质、维生素、蛋白质、酶,解析 该题考查常见物质的化学本质，维生素中有些是脂质，如维生素D；激素中有些是脂质，如性激素、醛固酮，有些为蛋白质类，如胰岛素；而酶中绝大部分是蛋白质，有一小部分为RNA，故选B。 答案 B,5.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按顺序排列，正确的是 （）,A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C B.蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N解析 在细胞鲜重中，各种化合物含量排列顺序为：水（8590%）蛋白质（710%）脂质（12%）糖类（约1%1.5%）；各种化学元素含量排列顺序为：OCHN，由坐标图可知：，故答案为D。答案 D,6.2008年9月，在包括三鹿、蒙牛、 伊利、雅士利等知名国产品牌奶 粉中均检测出含量不同的三聚氰 胺（其分子式为C3N6H6，分子结 构如右图所示）。人和动物，特别是婴幼儿，长期摄入三聚氰胺会造成泌尿生殖系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。请判断下列说法不正确的是 （） A.不法生产商在奶粉中掺入三聚氰胺是因为其结构与 氨基酸结构相似，可以提高奶粉中含氮量，牟取暴利 B.三聚氰胺结构与氨基酸的结构不同，但含氮量较高 C.三聚氰胺能诱发膀胱癌，属于化学致癌因子,D.奶粉中检测出有毒物质，说明我国食品生产缺乏监 督，生产绿色食品必须严格执行农业部发布的绿色食 品标准解析 三聚氰胺俗称蛋白精，其分子式为C3N6H6，其含氮量为66%左右，用凯氏定氮法测定饮料或食品中蛋白质含量时难以区分“伪蛋白质”，因而食品中添加三聚氰胺可提高含氮量，但三聚氰胺的元素组成和化学结构与氨基酸均不一样。答案 A,7.如图所示，是在胰岛B细胞中 合成的，且与血糖调节有关； 是一种淋巴因子，可干扰破 坏病毒DNA在宿主细胞中的复 制；由浆细胞合成分泌，且具有免疫作用；由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法中正确的是（） A.结构的多样性只与a有关 B.与四种物质合成、分泌有关的细胞器是核 糖体、内质网、高尔基体和线粒体 C.四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、 抗利尿激素,D.与肾上腺素具有协同作用，均在特异性免疫中 发挥作用，的分泌体现了生物膜的流动性解析 蛋白质的结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，也与肽链盘曲折叠形成的空间结构有关。分别是胰岛素、淋巴因子、抗体、生长激素。胰岛素与肾上腺素、胰高血糖素具有拮抗作用。生长激素由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。抗体参与体液免疫，干扰素参与细胞免疫。抗利尿激素由下丘脑分泌、垂体释放，其生理作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收，减少尿量。答案 B,8.下面是几个同学对蛋白质和核酸之间关系的总结，你认为其中错误的是 （ ） A.在蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子多，转录成 的mRNA分子也多，从而翻译成的蛋白质就多，如 胰岛细胞与口腔上皮细胞相比较就是如此 B.基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，遗传 信息通过蛋白质中氨基酸的排列顺序得到表达 C.在同一个生物体内，不同的体细胞中DNA分子是相 同的，但蛋白质和RNA是不同的 D.在真核细胞中，DNA的复制和RNA的转录主要在细 胞核中完成，而蛋白质的合成均在细胞质中完成,解析 核酸是生命的控制者，蛋白质是生命的体现者，二者通过基因表达发生联系，将DNA上的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质上（氨基酸的排列顺序）。同一个生物体的细胞核中DNA分子虽然相同（来自同一个受精卵），但由于基因的选择性表达，所以不同体细胞中的蛋白质和RNA有所不同。A选项解释蛋白质含量不同的原因错误，合成蛋白质旺盛与否和DNA分子数量没有关系，而是基因转录的频率高，从而翻译出更多的蛋白质。答案 A,9.（09镇江模拟）随着经济的快速发展，水源的污染越来越严重和广泛，比如松花江重金属水污染事件、无锡太湖蓝藻爆发水污染事件等，因此2008年的世界水日主题是：“涉水卫生”。随着居民对饮用水质量的普遍关注，形形色色的磁化水、矿泉水、纯净水等竞相上市，并走进了千家万户。下列关于水的生理功能以及涉水卫生的相关叙述，不正确的是（） A.细胞内的许多化学反应需要水的参与 B.人体内的水主要存在于细胞内环境中 C.重金属污染会导致生物多样性锐减 D.蓝藻爆发的原因是水中N、P等元素增多,解析 人体的生命活动离不开水，水参与许多化学反应，比如细胞呼吸等；人体内的水主要存在于细胞内液中；重金属污染会导致水生生物大量死亡，使生物多样性锐减；蓝藻爆发的原因是水体富营养化，即水中N、P等元素增多。答案 B,10.将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度（如下图），然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，向A、C、E三支试管中分别加入适量的本尼迪特试剂或碘液，然后观察其颜色变化。关于本实验的说法错误的是（）,A.加入本尼迪特试剂沸水浴后，三支试管都呈现红黄色，但颜色深浅不同B.向三支试管加入碘液后，如果都变成蓝色说明三支试管都有淀粉C.丙组不会产生红黄色现象，因为温度过高D.以上实验处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适宜温度,解析 由于丙组的温度过高，使玉米子粒提取液中的淀粉酶失活，所以不会产生还原糖，该组加入本尼迪特试剂后不会产生红黄色沉淀。答案 A,11.右图表示生物体内某些有机物 的组成及功能关系，其中D直接 决定着氨基酸的排列顺序，C、 E都是高分子化合物，也是构成 染色体的主要物质，A、B是组成它们的基本单位。请据图分析回答： （1）真核生物体内的A物质有 种，B物质在生物体内约有 种。,（2）合成C、D的A物质的不同点表现在 和 ，C物质和D物质在空间结构上的不同点表现在 ，C物质与D物质的关系是 。（3）头发和肌肉的主要成分均为E，但功能相差极大，从B角度分析是由于 ；从C角度分析是由于 。（4）在人的神经细胞与表皮细胞中相同的是 ，不同的是 （用图中字母回答）（5）若要证明C和D在人口腔上皮细胞中的“分布”位置，则可选用对细胞进行染色。,解析 （1）由题意可知，A是核苷酸，B是氨基酸，C是DNA（基因），D是mRNA，E是蛋白质。真核生物体内核苷酸有8种，氨基酸约有20种。（2）脱氧核苷酸与核糖核苷酸的不同在于五碳糖和含氮碱基的不同。DNA一般为双螺旋结构，而RNA一般为单链。DNA通过转录生成mRNA。（3）蛋白质功能不同的原因在于结构不同，从氨基酸角度分析，蛋白质的多样性是由于氨基酸的种类、数目和排列顺序不同；从DNA角度分析，在于DNA中碱基对的排列顺序不同。（4）同一生物个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质不同，而DNA及核苷酸和氨基酸种类相同。,（5）显示DNA、RNA在细胞中的分布，可选用甲基绿、派洛宁染色剂。答案 （1）8 20（2）五碳糖（脱氧核糖、核糖） 碱基（胸腺嘧啶、尿嘧啶） C为双螺旋结构，D一般为单链结构 C控制D的合成（3）组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同DNA（基因）中碱基对的排列顺序不同（或DNA的多样性）（4）A、B、C D、E（5）甲基绿、派洛宁染色剂,12.随着分子生物学的发展，人们越来越重视对蛋白质的研究。测定蛋白质的相对分子质量是研究蛋白质的一项重要技术，常用的测定方法是凝胶过滤法，即在一根垂直的玻璃柱中装满凝胶，然后在其上端均匀缓缓加入蛋白质混合液并用缓冲液进行洗脱。不同蛋白质的相对分子质量大小与洗脱时所需缓冲液的体积的关系如图所示。请回答下列问题：,（1）把含有肌红蛋白（相对分子质量为16 900）、血清蛋 白（相对分子质量为68 500）、牛乳球蛋白（相对分子质 量为35 000）、牛胰岛素（相对分子质量为5 700）的蛋 白质混合液进行凝胶过滤，最先洗脱出来的是 。（2）某人欲用凝胶过滤法比较A、B两种蛋白质的相对分 子质量大小，请选择所需实验材料，设计实验步骤，预测 实验结果，并得出相关结论。 实验步骤： 。 预测实验结果，并得出相关结论： 。