高考生物 第2章 组成细胞的分子总复习课件 新人教版.ppt

考纲要求展示 知识网络构建 第1 5节细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物 一 组成细胞的元素1 常见种类 主要有 多种 3 存在形式 大多数以 的形式存在 4 生物界和非生物界的 是指组成细胞的元素没有一种是生命特有的 无机环境中都能找到 而 是指两者间含量差别较大 组成人体细胞的主要元素中占细胞干重和鲜重的比例如何排序 主要原因是什么 记忆微量元素可利用口诀 铁猛碰新木桶 fe mn b zn mo cu 二 组成细胞的化合物1 种类 1 无机化合物 2 有机化合物 2 含量 1 含量最多的化合物 2 含量最多的有机物 3 占细胞干重最多的化合物 3 细胞中的水 1 存在形式 2 功能 是 的重要组成成分 是细胞内的 运送营养物质和代谢废物 参与许多 为细胞提供 4 细胞中的无机盐 三 生物组织中糖类 脂肪和蛋白质检测的原理 斐林试剂与双缩脲试剂在使用上有何主要不同 自我校对 一 1 202 c h o n p s k ca mg微量元素cc h o n主要3 化合物4 统一性差异性思考 鲜重条件 o 65 c 18 h 10 n 3 p 1 4 s 0 3 干重条件 c 55 99 o 14 62 n 9 33 h 7 46 ca 4 67 p 3 11 在鲜重下o元素最多的原因是h2o在细胞中含量最多 二 1 1 水和无机盐 2 糖类 脂质 蛋白质 核酸2 1 水 2 蛋白质 3 蛋白质3 1 自由水和结合水 2 细胞结构 良好溶剂 生物化学反应 液体环境4 离子形式 2 生命活动 3 渗透压和酸碱平衡 三 斐林试剂 蓝色 橘黄色 红色 双缩脲试剂思考 1 浓度不同 斐林试剂中cuso4溶液浓度为0 05g ml 双缩脲试剂中cuso4溶液浓度为0 01g ml 2 原理不同 斐林试剂的实质是新配制的cu oh 2溶液 双缩脲试剂实质是碱性环境中的cu2 3 使用方法不同 斐林试剂是先将naoh溶液与cuso4溶液混合后再使用 双缩脲试剂是先加入naoh溶液 再滴加cuso4溶液 组成细胞的化学元素 一 细胞中元素种类 1 上述元素分类是指生物的整体概况 具体到某种生物时元素的归属可能不同 如氯是组成人体的大量元素 但对植物而言却属于微量元素 2 大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素 生物体内所含的元素不一定都是必需元素 3 生物体内各种元素的来源 1 组成生物体的各种元素都来自于无机环境 这体现了生物界与非生物界的统一性 2 生物体直接或间接地获得无机环境中元素的方式不同 二 存在与功能1 存在组成生物体的各种化学元素 在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在 2 功能 1 调节机体生命活动 如k na ca2 hco等 2 参与重要化合物的组成 如fe2 是血红蛋白的成分 mg2 参与叶绿素的形成 碘是合成甲状腺激素的原料等 3 影响机体的重要生命活动 如b可促进花粉管的萌发 从而促进植物受精 油菜缺b会 花而不实 三 生物界和非生物界的统一性和差异性 例1 下图表示人体细胞中四种主要元素占细胞鲜重的百分比 其中表示碳元素的是 a 甲b 乙c 丙d 丁 解析 细胞鲜重中水含量最多 氧元素最多 其次是c h n p s元素 答案 b 1 细胞中各种化合物含量的比较细胞鲜重 h2o 蛋白质 脂质 糖类 核酸细胞干重 蛋白质 脂质 糖类 核酸所以细胞中含量最多的化合物是h2o 干重中最多的化合物是蛋白质 有机物中含量最多的也是蛋白质 2 细胞中各种化学元素含量的比较细胞鲜重 o c h n p s细胞干重 c o n h p s 1 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 cb 蛋白质 糖类 脂质 水 o c n hc 水 蛋白质 脂质 糖类 h o c nd 蛋白质 水 脂质 糖类 c o h n 答案 d 水 一 水的含量 分类及生理作用 二 水的变化 三 水的存在形式与生物体形态 生理等的关系1 水的存在形式与器官形态的关系心肌和血液总的含水量差不多 但心肌呈固态 血液呈液态 原因是二者自由水和结合水的比例不同 2 水的存在形式与代谢的关系若细胞内自由水比例升高 则代谢旺盛 反之代谢缓慢 3 水的存在形式与抗寒性的关系秋冬季节 蒸腾作用减弱 吸水减少 结合水相对含量升高 因结合水不易结冰和蒸腾 从而使植物抗寒性加强 4 水的存在形式与温度的关系在活细胞内 受温度的影响 自由水和结合水可相互转化 具体转化如下 自由水降低温度升高温度结合水即升高温度时 自由水增多 反之 结合水增多 5 种子与水的关系 1 种子晒干时减少的自由水 但仍能保持生命活性 仍能萌发 试管加热或炒熟则丧失结合水 种子死亡不萌发 种子萌发吸水主要是增多自由水 代谢加强 呼吸作用加快 2 不同种子亲水能力不同 大豆 主要含蛋白质 小麦 玉米 大米 主要含淀粉 花生 主要含脂肪 四 水与其他生理活动的联系1 光合作用 作原料 在光反应阶段被光解产生 h 和o2 发生在叶绿体基粒类囊体薄膜 产物有水 在暗反应阶段的叶绿体基质中产生 2 有氧呼吸 作原料 在第二阶段提供 h 第三阶段 h 与o2结合生成水 3 大分子水解为小分子 在水解酶的作用下 大分子水解为小分子要消耗水 4 小分子合成为大分子 糖类 脂质 蛋白质 核酸等大分子合成时 与其水解过程相反会产生大量的水 1 不同的生物体内水的含量差别很大 例如 生物体的含水量一般为60 95 而生活在海洋中的水母的含水量达到97 2 同一生物体在不同的生长发育阶段水的含量不同 幼儿时期 成年时期 幼嫩部分 老熟部分 3 同一生物不同器官水的含量也不同 如心肌含水79 血液含水83 4 自由水主要存在于细胞液 细胞质基质及某些细胞器基质中 结合水与细胞中某些物质结合在一起存在 5 自由水和结合水的作用都非常重要 不能认为结合水可有可无 两种水在生物体内所起作用不能相互代替 在不同时期作用各有侧重 例2 植物在冬季来临过程中 随着气温的逐渐降低 体内发生了一系列适应低温的生理生化变化 抗寒能力逐渐增强 如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图 请根据图回答问题 1 随气温下降植物的含水量下降的原因是 2 从水的角度植物抗寒性逐渐增强的原因是 3 从代谢角度分析 植物抗寒性逐渐增强的原因是 有机物消耗减少 利于可溶性糖积累 使细胞液浓度增大 不易结冰 答案 1 温度下降 蒸腾作用减弱 吸水减少 2 自由水含量下降 结合水含量相对增加 3 细胞呼吸减弱 涉及细胞内水的两种存在形式含量变化时 要注意 1 原理 水分含量与新陈代谢 生物抗性的关系细胞中自由水与结合水的比值大 生物新陈代谢旺盛 其抗性小 若该比值小 生物新陈代谢缓慢 其抗性大 2 分析思路 1 环境条件是否恶化 2 细胞的年龄变化 3 生命活动强度 或状态 的变化 3 相关结合 1 环境恶化 自由水 结合水 2 细胞衰老 自由水 结合水 3 生命活动增强 自由水 结合水 2 生物新陈代谢旺盛 生长迅速时 生物体内的结合水和自由水的比值会 a 升高b 下降c 不变d 变化与此无关 答案 b 无机盐 1 存在形式 主要是离子形式 少数以化合态存在 2 主要吸收方式 主动运输 3 生理功能 1 是细胞的结构部分 有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分 2 参与并维持生物体的代谢活动 3 渗透压的平衡 如k 对细胞内液渗透压起决定作用 4 酸碱平衡 它的改变影响着细胞内发生的一切反应 如人血浆中hco hpo等 5 离子平衡 动物细胞内外na k ca2 的比例是相对稳定的 细胞膜外na 高 k 低 细胞膜内k 高 na 低 k na 这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差 是使细胞可以保持反应性能的重要条件 例3 一头牛突然发病 全身抽搐 兽医除必须对症下药外 还需注射一定量的 a 生理盐水b 葡萄糖溶液c 葡萄糖酸钙溶液d 淀粉和蔗糖 解析 牛突然发病 全身抽搐 而全身抽搐是缺钙的表现 所以应注射一定量的葡萄糖酸钙溶液来缓解 答案 c 在生理或病理条件下 常需补充缺失的某些成分 如 肠炎导致脱水 生理盐水 低血糖 葡萄糖 缺铁性贫血 铁 蛋白质 地方性甲状腺肿 碘 剧烈运动或高温 淡盐水或盐汽水 抽搐 钙 3 英国医生塞达尼 任格在对离体蛙心进行的实验中发现 用不含钙的生理盐水灌注蛙心 收缩不能维持 用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时 蛙心可持续跳动数小时 实验说明钙盐 a 对维持细胞的形态有着重要作用b 是细胞中某些复杂化合物重要组成部分c 为蛙心的持续跳动提供能量d 对维持生物体的生命活动有重要作用 解析 无机盐的生理功能包括某些化合物的重要组成成分 维护酸碱平衡及维持生物体正常生命活动 从题干信息可看出 钙盐对维持生物体的生命活动有重要作用 答案 d 检测生物组织中的还原糖 脂肪和蛋白质的实验 一 实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应 3 颜色反应 注 斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀后使用 结论 还原糖与斐林试剂在加热煮沸的过程中生成砖红色沉淀 3 观察 在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒 然后用高倍镜观察 4 结论 脂肪能被苏丹 染液染成橘黄色 3 蛋白质的鉴定 1 还原糖的含量 生物组织中有无色素是影响实验结果和观察的重要因素 因此要选择可溶性还原糖含量高 组织颜色较浅或近于白色的植物材料 如苹果 梨 白萝卜等 2 斐林试剂应该现用现配 且先将甲液和乙液混合均匀后再加入组织样液中 并进行水浴加热 3 蛋白质要稀释主要是防止蛋白质与双缩脲反应后粘固在试管壁上 使反应不彻底 也不易洗刷试管 三 斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析 利用某些化学试剂能够使生物组织中有关有机化合物产生特定颜色反应的原理和方法 还可以解决以下问题 1 对生物组织进行某种成分的检测 2 在医学上进行疾病的诊断 如糖尿病 肾炎 3 可以鉴定某些消化液中含有蛋白质 4 不同生物组织中含糖量高低的测定 5 用于劣质奶粉的鉴定 生物学实验设计方案的步骤一个完整的生物学实验方案一般包括以下七个步骤 第2节生命活动的主要承担者 蛋白质 一 蛋白质的基本单位 氨基酸1 氨基酸的结构 1 结构通式 2 结构特点 每种氨基酸分子中至少都有一个 nh2 和一个 cooh 都有一个氨基和一个羧基连接在 上 各种氨基酸的区别在于 的不同 2 氨基酸的种类生物体内组成蛋白质的氨基酸约有 种 根据能否在人体内合成 可将氨基酸分为 8种 和 氨基酸 12种 脱水缩合 一个氨基酸子的 cooh 和另一个氨基酸分子的 nh2 相连接 同时脱去 的结合方式 肽键 连接两个 分子的化学键 co nh 二肽 由 分子脱水缩合而成的含一个肽键的化合物 多肽 由 分子脱水缩合而成的含多个肽键的化合物 肽链 多肽通常呈 结构 又叫肽链 3 蛋白质的形成一条或几条肽链通过一定的化学键互相结合在一起 肽链盘曲 折叠 形成具有一定 的蛋白质分子 2 蛋白质种类多样性的原因 1 氨基酸的种类不同 2 氨基酸的 成百上千 3 氨基酸的 千变万化 4 多肽链的盘曲折叠方式及其形成的 千差万别 三 蛋白质的功能一切生命活都离不开蛋白质 蛋白质是生命活动的主要 如 自我校对 一 1 1 ch2nrhcooh 2 氨基羧基 同一个碳原子 r基2 20必需氨基酸非必需二 1 1 蛋白质 2 羧基氨基一分子水 氨基酸 两个氨基酸 多个氨基酸 链状 3 空间结构2 2 数量 3 排列顺序 4 空间结构三 承担者结构蛋白酶血红蛋白调节抗体 氨基酸结构通式的信息解读 1 分类 1 必需氨基酸 人体不能合成 必须从食物中获取 2 非必需氨基酸 可以由其他化合物转化而来 2 结构特点 1 通式 2 特点 基因表达时 从信使rna起始密码子开始 两个起始密码子分别对应甲硫氨酸和缬氨酸 即蛋白质中的第一个氨基酸是这两种的一个 所以可以推测绝大多数蛋白质含 s 元素 但并非所有的蛋白质都含 s 所以基本元素为c h o n 特征元素为 s 且 s 一定存在于r基团上 例1 分析多肽e和多肽f得到以下结果 单位 个 多肽e和多肽f中氨基酸的数目最可能是 a 199和181b 340和281c 58和53d 51和49 解析 根据氨基酸分子的通式 每个氨基中含有一个氮原子 多肽e共含53个氮原子 3个氨基 而多肽一端有一个氨基 故r基上有2个氨基 则多肽e是由53 2 51个氨基酸缩合成的 同理 多肽f是由54 5 49个氨基酸缩合成的 答案 d 氨基酸脱水缩合形成蛋白质有如下规律 1 氨基数 肽链数 r基上的氨基数 各氨基酸中氨基总数 肽键数 2 羧基数 肽链数 r基上的羧基数 各氨基酸中羧基总数 肽键数 3 n原子数 各氨基酸中n的总数 4 o原子数 各氨基酸中o的总数 脱去水分子数 1 原创题 下图是一条肽链的部分示意图 据图分析以下叙述正确的是 a 表示形成肽链的氨基酸的r基 多肽中所有r基都必须不同b 片段中的 表示肽键 如果n个氨基酸缩合形成多肽 则肽键数目一定为 n 1 个c 氨基酸能够通过缩合反应形成肽链 肽链能够通过水解反应分解成简单的氨基酸d 蛋白质结构多样性是因为氨基酸的种类 肽链数目不同 解析 表示形成该段肽链的氨基酸的r基 在一条肽链中可以有几个相同的氨基酸 所以肽链中r基可以相同 表示肽键 n各氨基酸形成一条直链 则肽键数目为 n 1 个 如果是一条环状肽链 则为n个肽键 如果形成m条肽链 则肽键数目为 n m 个 氨基酸是蛋白质的结构单元 氨基酸能够通过缩合反应形成肽链 肽链能够通过水解反应分解成简单的氨基酸 蛋白质结构多样性不仅因为氨基酸的种类 肽链数目不同 还包括氨基酸的数目 排列顺序以及蛋白质的空间结构不同 答案 c 蛋白质的合成过程及相关计算 一 氨基酸 多肽 肽键的关系图解 脱去的水分子中 2个h分别来自氨基和羧基 o来自羧基 二 氨基酸数 肽键数 失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系 1 蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时 要考虑脱去氢的质量 2 若脱水缩合形成的多肽链构成环状 则脱去的水分子数 参与脱水的氨基酸数 肽键数 其游离的氨基 羧基只能在r基团上有可能出现 例2 2009 上海高考 t15 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少含有氧原子的个数是 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 1 n原子数 各氨基酸中n的总数 肽键数 肽链数 r基上的n原子数 2 o原子数 各氨基酸中o的总数 脱去水分子数 肽键数 2 肽链数 r基上的o原子数 3 蛋白质中 氨基酸总数 肽键数 肽链数该等式经常变换 用于求蛋白质分子量及氨基酸个数 2 某蛋白质分子含a条肽链 共有b个氨基酸残基 如果氨基酸的平均相对分子质量是c 则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水相对分子质量分别是 a b c 18 18a和18 b a b b c 18 18a和18 a b c b c 18 18a和18 a b d b c 18 18a和18 b a 解析 蛋白质分子量为c b 18 b a b c 18 18 a 水解时需要的水即为形成蛋白质时脱去水的量18 b a 答案 a 蛋白质结构和功能的多样性 一 结构的多样性蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次分析 1 氨基酸的种类不同 构成的肽链不同 2 氨基酸的数目不同 构成的肽链不同 3 氨基酸的排列顺序不同 构成的肽链不同 4 肽链的数目和空间结构不同 构成的蛋白质不同 以上四点并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同 而是只要具备其中一点 就可说明两种蛋白质结构不同 蛋白质多样性与生物多样性的关系 例3 下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 a 氨基酸的数目 种类和排列顺序b 构成蛋白质的多肽链的数目c 构成蛋白质的多肽链的空间结构d 氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 解析 d为所有氨基酸在结构上必备特征 与蛋白质多样性无关 答案 d 蛋白质与多肽的区别 3 如图所示有关蛋白质分子的简要概念图 下列对图示分析不正确的是 a a中一定含有c h o n四种元素b 图中 过程是在核糖体上完成的 且有h2o生成c 多肽中b的数目等于c的数目d 蛋白质结构和功能多样性体现了生物的多样性 解析 题目中 b为氨基酸 c为肽键 氨基酸的数目和肽键的数目一般是不相等的 氨基酸的组成元素中一定含有c h o n四种元素 故a正确 b项叙述的过程是指蛋白质的合成过程 故应在核糖体上进行 蛋白质是生命活动的主要承担者 故d项也是正确的 答案 c 第3 4节遗传信息的携带者 核酸 细胞中的糖类和脂质 3 核酸 用放射同位素标记哪种物质可以研究dna和rna在细胞内的变化 为什么 二 细胞中的糖类1 元素 各种糖都是人体生命活动的能源物质吗 三 细胞中的脂质1 含量 约占细胞鲜重的 2 组成元素 有些含有n p等 为什么同质量的脂肪和糖类相比氧化分解时释放的能量较多 自我校对 一 1 c h o n p2 脱氧核糖核苷酸3 细胞核双螺旋绿色红色病毒思考 研究dna可标记胸腺嘧啶 t 研究rna的变化可标记尿嘧啶 u 因为其他碱基 a g c dna和rna都相同 二 1 c h o2 dna细胞壁3 2 主要能源物质思考 不是 例如脱氧核糖是构成dna的成分 核糖是构成rna的成分 三 1 1 2 2 c h o3 1 储能物质 2 细胞膜 3 细胞膜生殖细胞思考 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 脂肪所能消耗的氧气较多 同时释放的能量也多 核酸的分类 结构和功能 一 核酸的基本组成单位是核苷酸 核苷酸的组成如下图 图示信息 dna和rna结构组成区别即判断依据 核糖和碱基u为rna特有 脱氧核糖和碱基t为dna特有 若图示中碱基为a 五碳糖为核糖 则两部分之和为腺苷 为atp中a代表的含义 二 核酸的分类和结构 三 不同生物的核酸 核苷酸及碱基的情况 例1 由1分子磷酸 1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b 如右图所示 下列有关叙述正确的是 a 若m为腺嘌呤 则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸b 若a为核糖 则b为dna的基本组成单位c 若m为尿嘧啶 则dna中肯定不含b这种化合物d 若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色 则a为脱氧核酸 解析 组成上的差异 化合物b的种类 a的种类 腺嘌呤在dna和rna均存在 故a项中b不能肯定 核糖是rna的组成成分 dna中没有 吡罗红染rna 甲基绿染dna 尿嘧啶为rna所特有 胸腺嘧啶为dna所特有 答案 c 1 核酸是细胞内携带遗传信息的物质 以下关于dna与rna特点的比较 正确的是 a 在细胞内存在的主要部位相同b 构成的五碳糖不同c 核苷酸之内的连接方式不同d 构成的碱基相同 解析 dna主要存在于细胞核中 rna主要存在于细胞质中 构成dna的五碳糖是脱氧核糖 构成rna的五碳糖是核糖 dna和rna的核苷酸之间都是通过与磷酸形成磷酸二酯键而连接在一起的 答案 b 蛋白质与核酸的比较 例2 下图为人体内两种重要化合物a与b的化学组成关系 相关叙述中正确的是 a的种类约有20种 b的种类有8种 a的结构通式可表示为crhnh2cooh b是人体的遗传物质 a的种类在神经细胞与表皮细胞中相同 b则不同a b c d 答案 b 1 蛋白质和核酸之间的关系2 生物多样性的直接原因是蛋白质多样性 根本原因是dna多样性 不能说核酸多样性 因为核酸有两种 同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因的选择性表达 转录形成的mrna不同 2 有两种重要化合物a与b是染色体的主要成分 其中a由小分子物质a组成 b由小分子物质b组成 b的组成元素一定含磷 相关叙述正确的是 a b通常呈单链结构b a能自我复制 b则不能c a的种类有20种 b的种类有5种d 如用蛋白酶和肽酶处理染色体 可得到a 而不能得到b 解析 染色体是dna和蛋白质构成 一定含有磷的是dna b 所以dna为双链结构 可以进行复制 而蛋白质则不能 dna的小分子组成有4种而不是5种 答案 d 糖类与脂质 一 糖类 二 糖类与脂质的比较 例3 下列关于细胞内化合物的叙述 正确的是 a atp脱去2个磷酸基团后是rna的基本组成单位之一b 糖原代谢的最终产物都是葡萄糖c 蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖d 脂肪和生长激素是生物体内的能源物质 解析 atp脱去2个磷酸基团后变为一个核糖分子上同时连接一个腺嘌呤和一个磷酸基团的结构 即组成rna的基本单位之一 腺嘌呤核糖核苷酸 糖原水解的最终产物为葡萄糖