高考生物一轮复习 第2章 细胞组成的分子课件 新人教版 .ppt

第2章细胞组成的分子第一讲细胞中的元素和化全物细胞中的无机物第二讲生命活动的主要承担者 蛋白质第三讲遗传信息的携带者 核酸细胞中的糖类和脂质 1 大量元素 微量元素都是生物必需的元素 对于维持生物体生命活动都起着非常重要的作用 2 占细胞鲜重含量最多的元素是氧 占细胞干重含量最多的元素是碳 3 占细胞鲜重最多的化合物是水 占细胞干重最多的化合物是蛋白质 4 活细胞中自由水 结合水的比值高低能反映该细胞的代谢水平 5 生物体的一切生命活动都离不开水 6 活细胞中的各种化合物的含量和比例都处在不断变化中 但又保持相对的稳定 一 组成细胞的元素和化合物1 组成细胞的元素 1 大量元素 等 2 微量元素 等 3 来源 生物体有选择地从中获得 4 存在 大多以的形式存在 c h o n p s k ca mg fe mn b zn mo cu 无机自然界 化合物 2 组成细胞的化合物 水 无机盐 糖类 脂质 水 蛋白质 蛋白质 二 生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质的检测 连线 想一想 斐林试剂和双缩脲试剂在使用方法上有什么不同 提示 斐林试剂的甲液和乙液等量混合 现用现配 加入到组织样液中后需水浴加热 双缩脲试剂使用时 先加入a液后再滴入b液 加入组织样液后不需加热 三 水和无机盐的作用1 水 1 写出a b c d反映出的以上两种水的功能 a 组成 b 提供细胞生活的环境 c 作为 参与反应 d 有利于 细胞结构 液体 反应物 物质运输 2 自由水与结合水的转换 一定限度内 温度升高后 可转换为 自由水与结合水的比例会 新陈代谢会 想一想 生物体的水都存在于细胞内吗 提示 不一定 在细胞间隙也存在大量水分 如动物体内的组织液 结合水 自由水 升高 增强 2 无机盐 1 在细胞中的存在形式 主要是 离子 叶绿素 血红蛋白 生命活动 知识体系构建 统一 差异 c h o n p s k ca mg fe mn b zn mo cu 水 无机盐 组成细胞的元素和化合物 1 2012 江苏卷t1a 细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代 2 2009 上海卷t1c 脱氧核糖只含有c h o三种元素 3 2012 海南卷t7b 植物细胞中含量最多的四种元素是c h o和n 4 2012 江苏卷t1b 细胞中脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素 5 2010 江苏卷t1b 组成dna与atp的元素种类不同 6 2009 上海卷t1d 只含有c h o三种元素的有机化合物是磷脂 1 细胞中化合物含量之最 细胞内含量最多的化合物 水 细胞内含量最多的无机化合物 占细胞鲜重含量最多的化合物 占细胞鲜重50 以上的化合物 细胞内含量仅次于水的化合物 蛋白质 细胞内含量最多的有机化合物 占细胞干重含量最多的化合物 占细胞干重50 以上的化合物 2 细胞内有机分子的元素组成 单体构成与合成场所 种类 元素组成 构成单体 合成场所 多糖 仅含c h o 葡萄糖等单糖 内质网 高尔基体 纤维素 脂质 脂肪和固醇 c h o磷脂 c h o n p 甘油 脂肪酸 内质网 蛋白质 c h o n 氨基酸 核糖体 核酸 c h o n p dna 脱氧核苷酸rna 核糖核苷酸 主要在细胞核 高考地位 本考点知识简单 一般单独命题考查频率较低 常在单科卷中以专题综合形式进行综合命题 命题角度 1 结合特殊或常见化合物考查化学元素组成 如典例1 2 运用图示作为信息载体 对组成细胞的化学元素含量进行考查 如典例2 典例1 下列化合物中 含有相同元素的一组是 a 纤维素和生长激素b 脂肪酸和磷脂c 三磷酸腺苷和核糖核酸d 胆固醇和血红蛋白 解析 纤维素属于多糖 仅由c h o三种元素组成 而生长激素的化学本质是蛋白质 由c h o n等元素组成 脂肪酸 胆固醇属于脂质 由c h o三种元素组成 而血红蛋白由c h o n fe等化学元素组成 三磷酸腺苷和核糖核酸 均由c h o n p五种元素组成 答案 c 某些复杂化合物中的无机盐成分 a 若图1表示正常细胞 则甲 乙两化合物共有的元素中含量最多的是ab 若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图 则甲化合物中含量最多的元素为图2中的bc 图2中含量最多的元素是c 这与细胞中含量最多的化合物有关d 若图1表示正常细胞 则乙化合物具有多样性 其必含的元素为c h o n 解析 本题考查细胞中的元素与化合物的种类及含量 从图2有活性的细胞中元素含量相对值分析 a代表o b代表c 若图1表示正常细胞 则甲表示h2o 乙表示蛋白质 二者共有的元素在细胞中含量最多的是o 故a正确 若图1表示完全脱水后的细胞 则甲为蛋白质 蛋白质中含量最多的元素为c 故b正确 图2细胞中含量最多元素是a而不是c 故c错误 若图1表示正常细胞 乙化合物表示蛋白质 其具有多样性 必含的元素为c h o n 故d正确 答案 c 1 2012 海南卷t7c 植物根系通过主动运输吸收无机离子需要atp 2 2011 上海卷t9a 生长在含盐量高 干旱土壤中的盐生植物 其液泡内贮存大量的na 而促进细胞吸收水分 说明na 参与调节渗透压 细胞中的无机盐 1 细胞中水与其代谢的关系 2 细胞中产生水的结构及代谢过程 结构 代谢过程 叶绿体基质 光合作用暗反应阶段 线粒体 有氧呼吸第三阶段 核糖体 氨基酸脱水缩合生成多肽 高尔基体 植物细胞纤维素的合成 细胞核 dna复制 转录 命题分析 高考地位 本考点知识较简单 但与细胞代谢联系密切 常常进行综合命题考查 命题角度 1 联系对太空生命探究热点材料 考查水的生理作用 典例3 2 以图表曲线为信息载体 对生物体内水 无机盐变化规律进行考查 如典例4 典例3 2012年8月5日美国宇航局的 好奇 号火星车已安全着陆火星表面 之后它将全方位展开行动 钻探并分析火星土壤进行研究 寻找过去或现在水的线索 并确定火星是否曾有过可以支撑生命生存的环境条件 下列有关水的叙述 不正确的是 a 各种生物体的一切生命活动都离不开水b 生存在严重干旱环境中的生物生命活动不需要水c 水是细胞内良好溶剂 又是生物体内物质运输的介质d 水参与生物体内多种代谢活动 解析 水在生物细胞内以自由水和结合水两种形式存在 自由水是细胞内的良好溶剂 许多生物化学反应也都需要水参与 多细胞生物体的组织细胞浸润在以水为基础的液体环境中 生物体内物质的运输也是依靠水完成的 因此各种生物体的一切生命活动都离不开水 生存在严重干旱环境中的生物 其生命活动也离不开水 答案 b 典例4 结合下列曲线 分析有关无机物在生物体内含量的说法 错误的是 a 曲线 可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线b 曲线 可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化c 曲线 可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中 其内无机盐的相对含量变化d 曲线 可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化 解析 c项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干 水分不断减少 无机盐相对含量逐渐增多 因此c项是错误的 a d项是正确的 随着年龄增加 新陈代谢减慢 自由水 结合水的比值下降 b项中自由水 结合水的比值增加 会导致细胞呼吸速率加快 答案 c 水的存在形式决定着相关生理活动 1 细胞内自由水 结合水比例升高 则代谢旺盛 反之代谢缓慢 2 秋冬季节 蒸腾作用弱 吸水减少 结合水含量相对升高 有利于植物提高抗寒性 二 实验步骤 1 还原糖的检测 2 脂肪的检测 方法一 花生种子匀浆 3滴苏丹 染液 橘黄色方法二 3 蛋白质的检测 三 易误点拨斐林试剂与双缩脲试剂的 四个不同 高考实验对接 生物体内的各种化学元素都是从无机自然界有选择地吸收而来 各种化学元素在生物体内的作用不同 有些化学元素是生物必需的 有些化学元素不是生物所必需的 可通过设计探究实验而确定 典例 探究钾是否属于植物生长发育所必需的元素 1 实验思路 利用缺素培养液和完全培养液的培养作对照并得出结论 2 实验步骤 培养液的配制 取材 选取 两组植物 培养 将两组植物分别培养在盛有上述两种培养液的容器中 培养条件要 观察 3 预测可能的结果及结论 如下表 解析 该题重点考查实验设计的对照原则和单一变量原则 运用完全培养液和缺钾培养液分别培养植物 前者为对照组 后者为实验组 取长势相同的植株 在适宜且相同的条件下培养 排除无关变量的干扰 若植物对这种元素的需要是必需的 缺乏时 植物就会出现特殊的缺乏症状 只有满足植物对这种元素需求 症状才会消除 答案 2 配制完全培养液和缺钾培养液 长势相同的 相同且适宜 两组植物的生长状况 3 钾不是植物生长发育所必需的元素 钾是植物生长发育所必需的元素 技法归纳 确定植物必需元素的实验方法 1 对照组 正常植物 完全培养液 生长正常 2 实验组 正常植物 只缺x完全培养液 a 若生长正常 则x不是必需元素b 若出现病症 则x是必需元素 3 在实验组中还可设置二次对照 即在出现病症后 再加入含x的培养液 植物恢复正常生长 以形成前后对照 高考随堂体验 一 选择题 每小题5分 共60分 1 2012 江苏高考 下列关于细胞中化学元素的叙述 正确的是 a 细胞中一种元素的作用能被其他元素替代b 细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素c 主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定d 细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 解析 细胞中不同元素的功能不尽相同 不能相互替代 脱氧核苷酸的组成元素是c h o n p 而脂肪酸的组成元素是c h o 因为主动运输能主动选择吸收细胞需要的营养物质 排出代谢废物和对细胞有害的物质 所以主动运输有助于维持细胞内元素组成的相对稳定 微量元素含量虽少 但对于细胞的生命活动却是必不可少的 答案 c 2 2012 海南高考 关于植物细胞中元素的叙述 错误的是 a 番茄和水稻根系吸收si元素的量相等b 细胞中含量最多的四种元素是c o h和nc 植物根系通过主动运输吸收无机离子需要atpd 与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供n元素 解析 不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收量不同 细胞中含量最多的元素为c o h n 植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输 需要消耗atp 豆科植物和根瘤菌为共生关系 根瘤菌具有固氮作用 可为豆科植物提供n元素 答案 a 3 2012 江苏高考 下表中有关人体细胞化合物的各项内容 正确的是 a b c d 解析 中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸 中糖原为非还原糖 不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀 中蛋白质是生物体生命活动的主要承担者 其基本组成单位是氨基酸 可与双缩脲试剂发生紫色反应 中核酸包括dna和rna dna可被甲基绿染液染成绿色 而rna可被吡罗红染液染成红色 人体细胞中携带遗传信息的是dna 答案 c 4 2012 广东高考 分析下表 可推测 注 显色 显色更深 不显色 a 甲溶液含有淀粉b 乙溶液含有还原糖c 混合溶液不含淀粉d 混合溶液含有淀粉酶解析 蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应 淀粉遇碘变蓝色 斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下生成砖红色沉淀 根据溶液甲中的颜色变化可知其含有蛋白质 根据乙溶液中的颜色变化可知其含有淀粉 据甲 乙混合后的颜色反应可知 两溶液中的物质发生反应产生了还原糖 故混合溶液中应含有淀粉酶 答案 d 5 2012 上海高考 下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中 错误的是 a 淀粉 碘液 蓝紫色b 还原糖 班氏试剂 红黄色c 脂肪 苏丹 染液 橘红色d 蛋白质 双缩脲试剂 黄绿色解析 淀粉遇碘液呈蓝紫色 还原糖遇班氏试剂呈红黄色 脂肪可被苏丹 染液染成橘红色 而蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色 答案 d 6 2011 新课标全国卷 下表中根据实验目的 所选用的试剂与预期的实验结果正确的是 解析 在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中 是用碱性染料如龙胆紫染液或醋酸洋红溶液进行染色 使细胞核中染色体着色 醋酸洋红液使染色体被染成紫红色 脂肪的检测试剂为苏丹 染液或苏丹 染液 双缩脲试剂是用来检测蛋白质的 植物组织中的葡萄糖属于还原糖 可用斐林试剂进行检测 出现砖红色的沉淀 观察dna和rna在细胞中的分布 应使用甲基绿和吡罗红混合染色剂 答案 a 7 2011 江苏高考 研究发现 砷 as 可以富集在植物体内 转化为毒性很强的金属有机物 影响水稻的株高 根长和干重 加p 与as原子结构相似 处理后水稻茎叶和根中p含量增加 as含量相对减少 水稻生长加快 干重增加 对此现象合理的解释是 多选 a as在水稻细胞内富集 由细胞膜的结构特点决定b as进入水稻细胞 导致有关酶失去活性 影响细胞代谢c p影响as的吸收 与细胞膜上的载体种类和数量有关d p是构成磷脂 核酸和atp的重要元素 能促进水稻生长发育 解析 as在水稻细胞内富集 是由细胞膜的功能特点决定的 as可能是有关酶的抑制剂 与酶结合后使酶的构象发生改变 使酶丧失活性 从而影响细胞的代谢 p与as以主动运输方式被吸收时 载体的种类相同 而p更易与载体结合 从而抑制植物对as的吸收 磷脂 核酸和atp中都含p 而这些化合物是水稻正常生长发育所必需的 可见p能促进水稻的生长发育 答案 bcd 8 2009 江苏高考 下列有关实验及显色结果的叙述 错误的有 多选 a 水浴加热条件下 蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀b 沸水浴条件下 脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色c 常温条件下 蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色d 常温条件下 核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色 解析 斐林试剂是检验还原糖的试剂 蔗糖属于非还原糖 不能在水浴条件下与斐林试剂产生砖红色沉淀 二苯胺检测的物质是dna 脱氧核苷酸是dna的基本组成单位 不能用二苯胺进行检测 脱氧核糖核酸 dna 与甲基绿作用呈绿色 答案 abd 课时达标检测 见 限时集训 二 1 各种氨基酸理化性质不同的原因在于r基不同 2 评价蛋白质食品营养价值的主要依据是必需氨基酸的种类和含量 3 判断是否是构成生物体的氨基酸的依据是氨基酸的结构特点 即至少含有一个氨基和一个羧基 且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 4 蛋白质具有多样性的根本原因是dna多样性 5 高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展 松散 易被蛋白酶水解 一 氨基酸及其种类 1 写出图中结构名称 a c 2 通过比较图中两种氨基酸 写出氨基酸的结构通式 3 根据写出的氨基酸结构通式归纳其结构特点 4 不同的氨基酸取决于r基的不同 图中两种氨基酸的r基分别是 填字母 氨基 羧基 至少含有一个氨基和一个羧基 并且都有一个氨基和一 个羧基连在同一个碳原子上 b d 想一想 从氨基酸共有部分分析组成蛋白质的元素至少含有哪些 若含有其他元素如fe s等 则位于哪些结构上 提示 至少含有c h o n fe s等其他元素一定位于r基上 二 蛋白质的结构及其多样性1 二肽的形成 1 过程 名称 场所 2 物质 3 结构 其结构简式为 4 h2o中h的来源 5 多个氨基酸发生该反应 产物名称为 脱水缩合 核糖体 二肽 肽键 羧基和氨基 多肽 2 蛋白质多样性的原因 1 组成蛋白质的氨基酸的 不同 2 组成蛋白质的多肽链形成的不同 想一想 根据氨基酸形成多肽的过程分析 一条肽链中有无游离的氨基和羧基 有多少 存在于哪些部位 提示 有 至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基 分别位于肽链的两端 多余的氨基和羧基位于r基上 种类 数目 排列顺序 空间结构 三 蛋白质的功能 连线 知识体系构建 蛋白质的结构和功能 1 2012 海南卷t1d 不同氨基酸之间差异是由r基引起的 2 2012 上海卷t6d 生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键 导致氨基酸分解为氨基和碳链化合物 3 2012 海南卷t1b 生物体内组成蛋白质的氨基酸中有些氨基酸不能在人体细胞内合成 4 2012 海南卷t2b 盐析作用下析出的蛋白质发生了变性 5 2012 海南卷t1c 氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 6 2012 北京卷t4c 胰岛素的功能取决于氨基酸的序列 与空间结构无关 7 2009 福建卷t4a 蛋白质的盘曲和折叠被解开时 其特定功能并未发生改变 1 蛋白质的结构层次及其多样性 元素 c h o n 有的还含有fe s等元素 组成 氨基酸 脱水缩合 决定 多肽 盘曲 折叠 蛋白质 2 三个角度分析蛋白质多样性的原因 分析角度 蛋白质多样性的原因 蛋白质本身 氨基酸的数量 种类 排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构 结构多样性 功能多样性 遗传物质 千变万化的碱基对排列顺序 遗传信息的多样性 蛋白质的多样性 生物进化 千变万化的环境条件 通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质 个体的多样性和蛋白质的多样性 关键一点 高考地位 本考点知识与细胞代谢 遗传等知识联系密切 是高考高频考点之一 常以综合性选择题的形式考查 命题角度 1 以选择题形式直接考查对蛋白质结构与功能的理解进行考查 如典例1 2 以新情景材料的形式对蛋白质结构和功能进行考查 如典例2 典例1 下列有关蛋白质结构和功能的叙述中 不正确的是 a 各种蛋白质的基本连接键都是肽键b 各种蛋白质的基本组成单位都是氨基酸c 氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能d 细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的信息传递 解析 各种蛋白质都是以氨基酸为基本组成单位 氨基酸之间通过肽键连接 组成蛋白质的氨基酸种类 数目 排列次序及蛋白质的空间结构决定了蛋白质的功能 不同的蛋白质承担着不同的生物学功能 如细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的信息传递 答案 c 典例2 2013 皖南八校联考 日本的研究人员发现了一种与精神分裂症发病有关的被称之为 dysbindin 1 的蛋白质 该蛋白质存在于脑神经细胞的 突触 中 如果减少这种蛋白质的含量 在 突触 中接受信息的组织就无法正常发育 从而导致精神分裂症 反之 如果补充这种蛋白质 有关组织的机能得到恢复 有关 dysbindin 1 蛋白质的说法 错误的是 a dysbindin 1 的基本组成单位是氨基酸b 脑神经细胞间的信息传递必须经过 突触 c 一切生命活动都离不开这种蛋白质d 该发现为治疗精神分裂症提供了理论基础解析 由题干信息知 该物质为蛋白质 其基本组成单位为氨基酸 神经细胞间的信息传递通过突触进行 从 dysbindin 1 蛋白质的作用机理可知 适量补充该物质可达到治疗精神分裂症的目的 一切生命活动离不开蛋白质 而不是专指 这种 蛋白质 答案 c 1 2010 江苏卷t3a 由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白酶结构中至少含有129个氨基和129个羧基 2 2008 上海卷t15 现有800个氨基酸 其中氨基总数为810个 羧基总数为808个 这些氨基酸脱水缩合形成含有2条肽链的蛋白质中共有798个肽键 2个氨基和2个羧基 3 2009 上海卷t15 m条肽链 n个氨基酸组成的蛋白质中至少有n 2m个氧原子 蛋白质合成过程中相关计算 1 氨基酸 多肽 肽键 肽链和蛋白质的关系 2 相关计算 1 脱水数 肽键数 氨基酸数 肽链数 2 氨基数 肽链数 r基上的氨基数 各氨基酸中氨基的总数 肽键数 3 羧基数 肽链数 r基上的羧基数 各氨基酸中羧基的总数 肽键数 4 蛋白质相对分子质量 各氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数 18 脱水数 5 n原子数 肽键数 肽链数 r基上的n原子数 各氨基酸中n原子的总数 6 o原子数 肽键数 2 肽链数 r基上的o原子数 各氨基酸中o原子的总数 脱水数 7 h原子数 各氨基酸中h原子的总数 2 脱水数 8 假设氨基酸平均相对分子质量为a 由n个氨基酸形成1条肽链或m条肽链 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 多肽相对分子质量 1 n 1 n 1 至少1个 至少1个 na 18 n 1 m n m n m 至少m个 至少m个 na 18 n m 关键一点 有关蛋白质合成过程中计算的注意问题 1 氨基酸与相应dna rna片段中碱基数目之间计算时 当出现关键词 最多 至少 时 不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数 2 计算o和h的数量变化时 不要漏掉增加h2o中o h数值 3 环状肽中肽键数目与氨基酸数目相同 高考地位 本考点知识理解难度大 需要有严密逻辑思维和计算能力 是高考命题中热点之一 命题角度 1 以具体的某多肽为背景 考查其合成过程中肽键 氨基 羧基及各种原子数目的变化 如典例3 2 利用图示为信息载体 考查蛋白质 多肽 水解过程中相关结构 原子数目变化及逆向思维能力 如典例4 典例3 2013 长沙模拟 某多肽 经测定其分子式是c21hxoyn4s2 无二硫键 已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的 苯丙氨酸 c9h11o2n 天冬氨酸 c4h7o4n 亮氨酸 c6h13o2n 丙氨酸 c3h7o2n 半胱氨酸 c3h7o2ns 下列有关叙述不正确的是 a 该多肽水解后形成3种氨基酸b 该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5c 该多肽中有3个肽键d 该多肽中不止1个羧基 解析 依据分子式中n为4个 并分析提供的氨基酸种类 可得出其由4个氨基酸组成 为四肽 存在3个肽键 再分析s的数目为2个 可得出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸 c3h7o2ns 再结合c原子数目为21个 减去6个c原子 2个是半胱氨酸 剩余15个c原子 可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸 进一步推出该多肽中h原子数和o原子数分别是32和5 由于不含天冬氨酸 所以只有一个羧基 答案 d 典例4 某三十九肽中共有丙氨酸4个 现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的肽链 如右图 下列有关叙述 错误的是 a 肽键数目减少了7个b 4条肽链能重新连接 从而形成三十九肽c 4条肽链若重新连接成一条长链将脱去3个水分子d 如果新生的4条肽链总共有5个羧基 那么其中必有一个羧基在r基上 解析 本题主要考查氨基酸的脱水缩合及相关计算 根据题意可知 三十九肽中含有38个肽键 去掉三十九肽中的4个丙氨酸后 形成由35个氨基酸构成的4条肽链 故肽键数目为35 4 31 个 比原来减少7个 故a正确 如果将4条肽链重新连接 形成的物质为三十五肽 而不是三十九肽 故b错误 4条肽链若重新连接成一条链 脱掉的水分子数为3 故c正确 每条肽链的末端只有1个羧基 新生的4条肽链共有5个羧基 说明有一个羧基位于r基上 故d正确 答案 b 蛋白质水解中相关计算 1 蛋白质彻底水解 产物为氨基酸 计算时可参照脱水过程 可简单理解为脱水缩合的 逆过程 即加入水分子数 氨基酸数 肽链数 2 不彻底水解产物为几段短肽 如典例2中去掉4个丙氨酸 得到不同长短的多肽 去除的氨基酸位于肽链中间 需断开2个肽键增加2分子水 若位于肽链一端则只需断开一个肽键 增加1分子水 1 概念和特点 1 概念 指实验者针对已知的生物学事实而进行的以验证生物学事实 巩固和加强有关知识 培养实验操作技能为目的的印证性和体验性实验 2 特点 验证研究对象的已知属性 特征及与其他因素的关系 由于实验原理 结论是已知的 因此不存在实验假设 实验目的 结果 结论三者是一致的 统一的 实验的操作步骤可以是曾经做过的 也可以是未曾做过的 2 设计思路 1 根据验证的目的 运用所学的知识或题目所提供的信息找出完成实验的依据 即实验原理 2 从题目所给的实验材料 用具 药品中寻找实验的设计思路 明确具体的设计方案 3 依据实验目的 实验原理确定实验变量 弄清自变量如何操作 因变量如何检测 无关变量如何控制 4 依据对变量的分析 合理设置对照 以实现对单一变量的控制 排除无关变量的干扰 增强实验结果的可信度和说服力 某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米 请用所学的方法设计实验加以验证 实验原理 材料用品 新鲜的普通玉米子粒 新鲜的新品种玉米子粒 研钵 试管 漏斗 纱布 吸管 清水 双缩脲试剂a液 双缩脲试剂b液 量筒方法步骤 将等量的两种玉米子粒分别进行 制备组织样液 取a b两支试管 向a中加入新品种玉米组织样液2ml b中加入普通玉米组织样液2ml 向a b两支试管中分别加入2ml 摇匀 再分别加入3滴 摇匀 观察 预期的结果 解析 检测蛋白质应选用双缩脲试剂 颜色反应的深浅与蛋白质含量有关 蛋白质含量越高 紫色反应越深 双缩脲试剂的使用时先滴加a液振荡均匀后 再滴加b液 混合均匀即可观察现象 答案 实验原理 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应 蛋白质含量越高颜色越深 研磨 双缩脲试剂a双缩脲试剂b 颜色变化并比较紫色的深浅预期结果 新品种玉米子粒组织样液 a试管 紫色较深 与蛋白质相关的计算题 题型较多 难度较大 但总体上可分为三种类型 且每类题型都有相应解题策略 如下表 题目类型 解题策略 有关蛋白质的相对分子质量 氨基酸数 氨基数 羧基数 肽链数 肽键数 脱水数的计算 列方程求解 蛋白质 或多肽 中原子数计算 用原子守恒解答 多肽种类计算 用数学中 排列组合 解答 1 蛋白质中氨基酸 氨基 羧基 肽链 肽键 脱水数及蛋白质的相对分子质量的计算 典例1 2013 衡水质检 已知氨基酸的平均相对分子质量为128 测得某蛋白质的相对分子质量为5646 则组成该蛋白质的氨基酸数 肽链数以及至少游离的氨基数分别为 a 51 1 51b 51 2 2c 51 2 51d 44 2 2 技法应用 解题时可采用 列方程求解 的方法 设氨基酸数为n 肽链数为x 则n 128 5646 n x 18 化简得110n 18x 5646 当x 1时 n 51 16 当x 2时 n 51 因此只有b c项的数值符合氨基酸数和肽链数 又知两条肽链上至少游离着2个氨基 故b项正确 答案 b 技法归纳 可将肽链看作 c 与 co nh 交替连接构成的基本骨架 在 c 上连接着r基和h 在肽链的两端分别游离着 nh2 和 cooh 如下图所示 结合上面的示意图 可以得出如下规律 1 缩合时脱去的水分子数 肽键数 氨基酸数 肽链数 2 蛋白质中氨 羧 基数 肽链数 r基上的氨 羧 基数 各氨基酸中氨 羧 基的总数 肽键数 注意 如果不考虑r基上的氨 羧 基数 一条多肽链中 至少含有一个氨 羧 基 若蛋白质分子由多条肽链构成 则至少含有的氨 羧 基数等于肽链数 3 蛋白质的相对分子质量 氨基酸总相对分子质量 氨基酸个数 氨基酸平均相对分子质量 失水量 18 脱去的水分子数 注意 有时还要考虑其他化学变化过程 如肽链上出现二硫键 s s 时 要再减去2 即2个h 4 若为环状多肽 则可将公式中的肽链数视为零 再进行相关计算 2 多肽中各原子数的计算 典例2 某多肽链为199肽 其分子式为cxhynaobs2 a 199 b 200 并且由下列5种氨基酸组成 那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸 天冬氨酸的个数为 a a 199 b 200 2b a 200 b 200c a 199 b 199 2d a 200 b 200 2 解析 由题意知该多肽为199肽 则它是由199个氨基酸组成的 又知该多肽分子式为cxhynaobs2 其中n有a个 则可知组成该多肽的199个氨基酸共有a个氨基 又知组成该多肽的5种氨基酸中只有赖氨酸含有2个氨基 所以赖氨酸个数为a 199 由于组成该多肽的5种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基 设该多肽共含有天冬氨酸为d个 反应前199个氨基酸中氧原子共有4d 199 d 2 形成199肽时脱去198个水分子 每个水分子含一个氧原子 所以该多肽分子中尚存在氧原子数为b 4d 199 d 2 198 2d 200 d b 200 2 答案 a 技法归纳 氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口 在一个氨基酸中 若不考虑r基 至少含有2个碳原子 2个氧原子 4个氢原子和1个氮原子 而脱水缩合形成多肽时 要失去部分水分子 但是碳原子 氮原子的数目不会减少 1 碳原子数 氨基酸的分子数 2 r基上的碳原子数 2 氢原子数 各氨基酸中氢原子的总数 脱去的水分子数 2 3 氧原子数 各氨基酸中氧原子的总数 脱去的水分子数 4 氮原子数 肽链数 肽键数 r基上的氮原子数 各氨基酸中氮原子的总数 5 由于r基上的碳原子数不好确定 且氢原子数较多 因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口 计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便 3 多肽种类的计算 典例3 现有足量的甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸3种氨基酸 它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有 a 9种 9种b 6种 3种c 18种 6种d 27种 6种 解析 由上述 规律 1 很容易计算出足量的3种氨基酸构成的三肽有33 27种 对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解 可借用示意图 来分析 即第一个位置的氨基酸有3种情况 第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种 第三个位置只能安放剩余的1种 虽然这3种氨基酸足量 但是仍需按 规律 2 计算 即3 2 1 6种 答案 d 技法归纳 1 若每种氨基酸数目无限 可形成肽类化合物的种类有204种 即1号位置安放氨基酸的情况有20种 2 3 4号也是如此 即20 20 20 20 204种 2 若每种氨基酸只有一个 可形成肽类化合物的种类有 20 19 18 17 种 即1号位置安放氨基酸的情况有20种 2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择 即 20 19 18 17 种 高考随堂体验 一 选择题 每小题5分 共60分 1 2012 上海高考 生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键 导致 a 蛋白质分解为多肽链b 多肽链分解为若干短肽c 多肽链分解为氨基酸d 氨基酸分解为氨基和碳链化合物解析 肽酶可水解肽链末端的肽键 最终将多肽水解为氨基酸 答案 c 2 2012 海南高考 关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述 错误的是 a 分子量最大的氨基酸是甘氨酸b 有些氨基酸不能在人体细胞中合成c 氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键d 不同氨基酸之间的差异是由r基引起的解析 甘氨酸是分子量最小的氨基酸 氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸 必需氨基酸只能从食物中获取 人体内不能合成 r基的不同引起了氨基酸之间的差异 答案 a 3 2012 海南高考 关于蛋白质的叙述 错误的是 a 有些蛋白质是染色体的组成成分b 酶在催化反应前后 其分子结构不变c 食盐作用下析出的蛋白质发生了变性d 蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应解析 染色体的主要组成成分是dna和蛋白质 作为催化剂的酶在反应前后不发生变化 向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液 可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出 该过程没有改变蛋白质的空间结构 蛋白质分子中含有肽键 可以与双缩脲试剂产生紫色反应 答案 c 4 2011 北京高考 胰岛素的a b两条肽链是由一个基因编码的 下列有关胰岛素的叙述 正确的是 a 胰岛素基因的两条dna单链分别编码a b两条肽链b 沸水浴加热之后 构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂c 胰岛素的功能取决于氨基酸的序列 与空间结构无关d 核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素 解析 一个基因控制合成一种蛋白质时只以其中的一条链为模板 故胰岛素的两条肽链是以胰岛素基因的一条链为模板合成的 高温可破坏蛋白质的空间结构 但不会导致肽链的断裂 胰岛素的功能取决于胰岛素的分子结构 而胰岛素的分子结构除取决于氨基酸的序列外 与其空间结构也有关系 核糖体合成的一条多肽链需在蛋白酶的作用下水解为两条不同的多肽链 再经加工形成胰岛素 答案 d 5 2010 江苏高考 某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质 下列叙述正确的是 a 该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基b 该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用 产生紫色反应c 利用透析法纯化该蛋白酶时 应以蒸馏水作为透析液d 用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍 效果比其他类型加酶洗衣粉好 解析 蛋白质中至少含游离的氨基和羧基数等于肽链数 而非氨基酸数目 据题干信息可知该酶的本质是蛋白质 利用透析法纯化蛋白质时 为了维持蛋白质的结构和功能相对稳定 应选择磷酸缓冲液来透析 油渍的主要成分是脂肪 酶具有专一性 因此去除油渍时选用加脂肪酶的洗衣粉比选含该蛋白酶的洗衣粉效果好 答案 b 6 2010 上海高考 右图表示生物体内的某化学反应 下列有关该反应的叙述中错误的是 a 需要解旋酶b 属于水解反应c 会有能量变化d 反应速度与温度有关 解析 分析图形可知 该图可表示肽酶催化肽键断裂的水解过程 酶的活性受温度的影响 故反应速度与温度有关 水解过程中肽键断裂 会引起能量的变化 解旋酶用于dna分子中氢键的断裂 答案 a 7 2010 新课标全国卷 水中氧含量随水温的升高而下降 生活在寒温带湖泊中的某动物 其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关 右图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是 a 甲b 乙c 丙d 丁解析 血红蛋白的功能是运输氧气 随着水温的升高 水中氧的含量下降 机体会通过反馈调节增加血红蛋白的含量 来满足机体对氧的需求 答案 a 8 2009 上海高考 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少有氧原子的个数是 a n mb n 2mc n md n 2m解析 两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键 里面含一个氧原子 n个氨基酸缩合形成m条肽链 应有肽键n m个 所以肽键中氧原子是n m个 一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基 里面有两个氧原子 所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子 再加上肽键中的n m个 所以应至少有氧原子个数为n m 2m n m 答案 c 9 2009 安徽高考 2008年诺贝尔化学奖授予了 发现和发展了水母绿色荧光蛋白 的三位科学家 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 再将该融合基因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光 绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是 a 追踪目的基因在细胞内的复制过程b 追踪目的基因插入到染色体上的位置c 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布d 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构解析 依题意 绿色荧光蛋白基因在基因工程中是作为标记基因的 故其表达产物 绿色荧光蛋白 在该研究中的主要作用是追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 答案 c 课时达标检测 见 限时集训 三 1 dna主要分布在细胞核中 rna主要分布在细胞质中 2 dna和rna都能携带遗传信息 3 dna特有的物质组成成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶 rna特有的物质组成成分是核糖和尿嘧啶 4 所有细胞的组成成分中都含有磷脂 生物膜中 5 脂肪是良好的储能物质 但不构成膜结构 磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成 6 葡萄糖是细胞中主要的能源物质 葡萄糖 果糖 麦芽糖等还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀 一 核酸的结构和功能1 核酸的结构 1 化学元素 2 单体 如右图 填写单体的组成成分 a b c 填写有关组成成分的种类 b 种 c 种 c h o n p 核苷酸 磷酸 五碳糖 含氮碱基 2 5 单体的种类 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 3 比较dna和rna在组成上的区别 dna特有的成分 rna特有的成分 脱氧核糖 胸腺嘧啶 核糖 尿嘧啶 2 核酸的功能 1 细胞内携带的物质 2 在生物体的和中具有极其重要的作用 想一想 所有生物的遗传物质都是dna吗 提示 不都是dna 细胞结构 原核 真核 生物的遗传物质是dna 病毒的遗传物质是dna或rna 遗传信息 遗传 变异 蛋白质的生物合成 二 细胞中的糖类1 种类及分布 种类分布 单糖 二糖 多糖 植物细胞 果糖 麦芽糖 蔗糖 淀粉 纤维素 动物细胞 半乳糖 乳糖 糖原 动 植物共有 葡萄糖 核糖 脱氧核糖 2 单糖 二糖及多糖的关系 3 糖类 水解产物 1 麦芽糖水解产物是 2 蔗糖水解产物是 3 乳糖水解产物是 4 淀粉 糖原和纤维素彻底水解产物都是 想一想 糖类都是生物生命活动的能源物质吗 提示 不都是 核糖 脱氧核糖 纤维素等都参与生物结构的组成 葡萄糖 果糖和葡萄糖 半乳糖和葡萄糖 葡萄糖 三 脂质的种类及功能 连线 想一想 为什么等质量的脂肪和糖类相比 脂肪氧化分解时释放的能量较多 提示 脂肪中氧的含量远远少于糖类 而氢的含量多于糖类 因此 等质量的脂肪和糖类氧化分解时 脂肪所消耗的氧气较多 同时释放的能量也多 知识体系构建 dna rna dna rna 核酸结构及其与蛋白质的关系 1 2012 江苏卷 t19d 核酸的组成单位是核苷酸 能够携带遗传信息 用甲基绿染液染色呈现绿色 2 2010 江苏卷t1a dna和rna中的五碳糖相同 3 2011 海南卷t16a 只有细胞内的核酸是携带遗传信息的物质 4 2011 海南卷t16c 分子大小相同 碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同 1 核酸的组成 2 核酸与蛋白质的比较 1 核酸与蛋白质的区别 种类 蛋白质 核酸 元素组成 c h o n等 c h o n p 组成单位 氨基酸cnh2 核苷酸1分子磷酸 1分子五碳糖 1分子含氮碱基 连接方式 肽键 磷酸二酯键 形成场所 细胞质内核糖体上 细胞核 线粒体 叶绿体等 关键一点 2 核酸和蛋白质的联系 核酸控制蛋白质的合成 dna多样性 蛋白质多样性和生物多样性的关系 高考地位 本考点知识较难 与细胞代谢 特别是遗传变异联系密切 在高考中是命题热点之一 命题角度 1 以选择题形式直接考查对核酸知识的理解 如典例1 2 运用图示为信息载体考查核酸与蛋白质之间的联系 如典例2 a 若m为腺嘌呤 则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸b 在噬菌体 烟草花叶病毒体内b均为4种c 若a为核糖 则adp脱去一个磷酸后 可形成bd 若a为脱氧核糖 则由b构成的核酸可存在于hiv中 解析 分析图示 可判断b为核酸的基本组成单位 核苷酸 若m为腺嘌呤 b可能为腺嘌呤核糖核苷酸 也可能是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 a项正确 噬菌体含有的核酸是dna 烟草花叶病毒含有的核酸是rna 其组成单位均为4种 b项正确 adp脱去一个磷酸后形成一磷酸腺苷 即腺嘌呤核糖核苷酸 c项正确 hiv含有的核酸是rna 其基本单位是核糖核苷酸 d项错误 答案 d 核酸种类及生物遗传物质的判断 1 依据含氮碱基判断 除含有腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶外 还含胸腺嘧啶的一定是dna 含尿嘧啶的一定是rna 2 依据五碳糖判断 只含脱氧核糖的一定是dna 只含核糖的一定是rna 3 依据是否具细胞结构判断 具细胞结构的生物既含dna又含rna 其遗传物质是dna 不具细胞结构的生物 病毒 只含一种核酸 是dna或rna 因此其遗传物质是dna或rna 典例2 细胞内的生物大分子是由单体相互结合形成的多聚体 图中甲 乙 丙为细胞内重要的三种多聚体 a和b为其单体 请结合此图 判断以下的叙述中正确的是 a 在人体细胞内 a共有4种b atp是由a连接两个高能磷酸键形成的c b可与双缩脲试剂发生紫色反应d 在某人的神经细胞和肝细胞中 甲一般相同 乙 丙一般不相同 解析 噬菌体为dna病毒 主要成分是dna和蛋白质 甲流病毒为rna病毒 主要成分为rna和蛋白质 由图示可知甲为dna 乙为rna 丙为蛋白质 则相应的a为核苷酸 b为氨基酸 人体细胞内a共有8种 atp为三磷酸腺苷 断裂两个高能磷酸键后为一磷酸腺苷 即腺嘌呤核糖核苷酸 而a可能为脱氧核苷酸 蛋白质或多肽因为含有肽键可与双缩脲试剂发生颜色反应 氨基酸则不能 因此a b c三项均是错误的 只有d项正确 在人体细胞中dna是相同的 但rna 蛋白质是不相同的 这是基因选择性表达的结果 答案 d 元素组成类图示解题技巧 1 识图 析图获取信息 如从典例2中图示可获取的信息有 a由c h o n p组成 且是甲 乙的组成成分 b由c h o n组成 是丙的组成成分 甲与丙组成t2噬菌体 乙 丙组成甲流感病毒 2 联想再现物质或相关生物的物质组成及元素组成 如典例2中t2噬菌体由蛋白质和dna组成 甲型流感病毒由蛋白质和rna组成 3 运用信息和再现知识分析判断各选项涉及的问题并作出正确判断 1 2012 江苏卷t19b 糖原组成单位是葡萄糖 主要功能是提供能量 与斐林试剂反应呈现砖红色 2 2011 新课标全国卷t6c 植物细胞中的葡萄糖与甲基绿作用 生成绿色沉淀 3 2010 海南卷t1c 构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖 4 2009 江苏卷t1c 蔗糖和乳糖的水解产物都是葡萄糖 糖类 脂质的种类及作用 5 2009 广东卷t6 淀粉可以用斐林试剂检测并呈蓝色 6 2008 广东t卷30 2 细胞中糖类可以分为3类 其中可以被消化道直接吸收的是单糖 完全由葡萄糖缩合而成的二糖是麦芽糖 7 2012 上海卷t3c 食物中脂肪用苏丹 染液染色后 呈橘红色 8 2011 山东卷t6a 苏丹 染色观察花生种子子叶中的脂肪 只有在保持细胞活性的条件下才能显示出来 9 2011 福建卷t1b 雌性激素的合成场所是核糖体 10 2010 上海卷t9b 脂肪酸和磷脂含有的元素相同 11 2009 福建卷t4d 胆固醇是构成细胞膜的重要成分 在人体内参与血液中脂质的运输 12 2009 江苏卷t1d 脂肪和生长激素 是生物体内的能源物质 1 糖的分类 分类标准 种类 糖名称 化学性质 还原糖 葡萄糖 麦芽糖 果糖等 非还原糖 多糖 蔗糖等 功能 构成细胞的成分 纤维素 脱氧核糖 核糖 主要能源物质 葡萄糖 储能物质 淀粉 糖原 2 糖类与脂质的辨析 比较项目 糖类 脂质 区别 元素组成 c h o c h o n p 种类 单糖 二糖 多糖 脂肪 磷脂 固醇 合成部位 淀粉 叶绿体纤维素 高尔基体糖原 主要是肝脏 肌肉 主要是内质网 生理作用 主要的能源物质 构成细胞结构 如糖被 细胞壁 核酸的组成成分 如核糖 脱氧核糖 生物体的储能物质 如脂肪 构成生物膜的重要成分 如磷脂 调节新陈代谢和生殖 如性激素 联系 糖类 脂肪 关键一点 1 并非所有的糖都是能源物质 如核糖 纤维素不提供能量 2 并非所有的糖都可以用斐林试剂鉴定 如蔗糖 淀粉均为非还原糖 3 脂肪是主要的储能物质 但不构成膜结构 磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成 高考地位 本考点知识较为简单 在高中单独命题考查的频率相对较低 常常与细胞代谢及细胞中其他有机分子综合起来进行命题 命题角度 1 以选择题形式直接考查糖类知识的理解 如典例3 2 联系生活 生产 以人们关注的热点问题为背景材料考查脂质的作用 如典例4 典例3 关于生物体内糖类物质的叙述 正确的是 a 麦芽糖在动植物细胞中都能检测到b 糖类物质在细胞内不能储存c 糖类物质都是细胞内的能源物质d 单糖 二糖和多糖在细胞内可以相互转化 解析 麦芽糖是植物细胞中特有的二糖 而动物细胞中没有 糖类在细胞中可以以多糖的形式储存 比如在植物细胞中的淀粉 动物细胞中的糖原 糖类物质并不都是细胞内的能源物质 如纤维素 答案 d 生物的能源物质 1 生物生命活动的主要能源物质 葡萄糖 2 生物生命活动的直接能源物质 atp 3 生物体内的储能物质 动物 脂肪 植物 淀粉和脂肪 4 生物生命活动的最终能源 太阳光 典例4 2012 广西百校联考 媒体报道的 地沟油 事件