细胞及其分子组成-生物-浙江科技版.ppt

本课件为基于精确校对的word书稿制作的 逐字编辑 课件 使用时欲修改课件 请双击对应内容 进入可编辑状态 如果有的公式双击后无法进入可编辑状态 请单击选中此公式 点击右键 切换域代码 即可进入编辑状态 修改后再点击右键 切换域代码 即可退出编辑状态 课件编辑说明 目录 第1讲细胞中的元素和化合物第2讲有机化合物及生物大分子 一 第3讲有机化合物及生物大分子 二 第一单元细胞的分子组成 新课标 浙江科技版 第一单元细胞的分子组成 第一单元 课标考纲展示 第一单元 课标考纲展示 第一单元 知识系统总览 第一单元 高考纵览 第一单元 使用建议 1 教学建议 学生刚进入复习阶段 开始时适应性还较差 教师对学生入门的引导就显得尤为重要 在复习中要渗入生物学观点 特别是与本单元有关的关于生命物质性的观点 即生物是由物质组成 一切生命活动都有其物质基础 生物体能够完成各种各样的生命活动 而一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的 如果没有生命物质就没有生命活动 基于这个观点 复习时不能脱离基础而拔高 提出的复习建议是 1 把握好核心概念和知识点的角度 教师本身要对核心概念理解透彻 这可以从概念提出的条件 内涵和使用范围三个角度把握 本单元考查的核心知识点为 细胞概念 细胞多样性和统一性 真 原核细胞的区别 有机物的结构和功能 解答关键 主要从概念的内涵和外延等方面进行把握 通过对概念的分析 正确界定概念 从而更好地应用到解题中 第一单元 使用建议 2 加强记忆和画好概念图 必须在理解知识的基础上牢固记忆 复习的最后阶段 一定要注意记牢课本中的一些重要的结论性语句 如 组成细胞的化学元素 在无机自然界都可以找到 没有一种化学元素是细胞所特有的 等 将章节中类似的 易混淆的知识点或联系紧密的知识点作好笔记 并对其进行分类 比较和归纳 如有关 真核细胞和原核细胞的比较 等 在备考过程中 要经常让学生自己画概念图 这不但可以帮助学生梳理知识 区分易混淆概念 而且可以提高其提取和应用信息的能力 从而有利于对简答题和新情景题的解答 第一单元 使用建议 3 理解实验内容等 备考时首先要理解所学实验内容 包括实验目的 原理 方法和操作步骤等 掌握相关的操作技能 其次 注重挖掘教材潜在的实验与探究因素 并加强实验题的解题技能 技巧 提升应试能力的辅导 如 检测生物组织中还原糖 油脂和蛋白质 的实验中对其中的试剂氢氧化钠和硫酸铜使用就要很清楚 2 课时安排本单元分为三讲 建议共5课时完成 每讲1课时 单元训练和讲评各1课时 第一单元 使用建议 第1讲 细胞中的元素和化合物 第1讲细胞中的元素和化合物 第1讲 考点自主梳理 知识点一组成细胞的元素及作用 C 第1讲 考点自主梳理 组成生物体的化学元素种类虽然大体相同 但是 根据组成生物体的化学元素 在生物体内含量的不同 可分为 和 微量元素在生物体内的含量虽然极少 却是维持正常 不可缺少的 含量不同 大量元素 微量元素 生命活动 问题导思 怎么理解碳是最基本元素及对生命的意义 碳原子本身的化学性质 使它能够通过化学键连接成链或环 从而形成多种生物大分子 有机物 有机物就是指含碳的物质 C在细胞的各种元素中含量最多 可以说 地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 第1讲 考点自主梳理 知识点二细胞中的水和无机盐的存在形式及生理功能 60 90 主要介质 第1讲 考点自主梳理 离子 酸碱平衡 第1讲 考点自主梳理 在活细胞中含量最多的化合物是 不同种类的生物体中 水的含量 不同的组织 器官中 水的含量 细胞内 大多数以 状态存在 其含量虽然很 但却有多方面的重要作用 问题导思 构成细胞的化学元素真正的生物学意义是什么 细胞主要由20多种化学元素组成 这些元素在细胞内大多以化合物的形式存在 这些化学元素只有构成各种化合物时才具有真正的生物学意义 这些分子单独存在时并不能完成生命活动 只有组合成细胞后 由细胞完成各种生命活动 水 不同 不同 无机盐 离子 低 第1讲 考点自主梳理 第1讲 考向互动探究 探究考向一原核细胞和真核细胞的比较1 以细胞为基本结构单位和功能单位所有活的生物体都是由细胞和细胞产物构成 因此生物体都有共同的结构单位 有些生物体由单细胞构成 叫做单细胞生物 其他的生物则由许多细胞构成 叫做多细胞生物 2 相同的化学成分所有的细胞和由细胞组成的生物体基本化学成分都相同 主要成分是水 另外所有的细胞都含有四类有机大分子 即糖类 蛋白质 核酸和脂质 3 新陈代谢活细胞都不断地进行着新陈代谢 在各种细胞中主要的代谢途径都是一致的 这也许是生物体最惊人的特征 4 稳态内环境的相对稳定状态是通过复杂的调节活动来维持的 这种状态称为稳态 第1讲 考向互动探究 5 应激性所有细胞生物都能觉察机体内 外环境的变化并产生一定的反应 生物的这种特性叫做应激性 如植物的向光性 向地性 6 生殖与遗传生物在生长发育的基础上都能生殖后代 在生殖过程中生物将自身的遗传物质传给后代 产生与亲代相似的子代 7 进化生物通过遗传 变异和自然选择逐渐演变 适应周围环境 生物的演变 一般由简单到复杂 由低级到高级 第1讲 考向互动探究 例1下列有关细胞的叙述 正确的是 A 病毒是一类具有细胞结构的生物B 蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状C 人体所有细胞的细胞周期持续时间相同D 内质网膜和高尔基体膜都具有流动性D 解析 病毒是非细胞结构的生命体 蓝藻细胞属于原核细胞 其最大的特点是不具有细胞核 人体细胞的周期长短差距很大 不是相同的 第1讲 考向互动探究 易错解惑 原核生物和真核生物分别是由原核细胞和真核细胞构成 要能区别原核细胞和真核细胞的异同点 注意 这里的区别主要从细胞的结构哪些相同 哪些不同来区别 其中最主要的区别就是原核细胞没有核膜包被的细胞核 真核细胞细胞核中的DNA与蛋白质结合形成染色质 染色体 原核细胞的拟核中也有DNA 而病毒没有细胞结构 不过有遗传物质 离开细胞不能表现生命活性 第1讲 考向互动探究 变式题 2011 丰台模拟 细菌和病毒所共有的特征是 A 有核糖体B 进行有丝分裂C 属于异养生物D 以核酸为遗传物质D 解析 此题考查的是病毒 真核生物与原核生物的区别 属于考纲识记层次 细菌体内只有核糖体一种细胞器 病毒无任何细胞器 有丝分裂是真核生物所具有的分裂方式 病毒属于异养生物 但并非所有的细菌都属于异养生物 如硝化细菌为化能自养型生物 细菌和病毒体内均以核酸作为遗传物质 细菌的遗传物质为DNA 病毒的遗传物质为DNA或RNA 第1讲 考向互动探究 探究考向二细胞中的化学元素细胞中常见的化学元素有20多种 这些组成生物体的化学元素虽然在生物体内有一定的生理作用 但是单一的某种元素不可能表现出相应的生理功能 1 组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同 不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大 2 微量元素尽管在生物体内含量少 但它是必需元素 第1讲 考向互动探究 3 碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环 从而形成各种生物大分子 正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用 科学家才说 碳是生命的核心元素 没有碳 就没有生命 与其在生物体内的含量无关 知识拓展 1 在鲜重和干重条件下 细胞中各种元素的含量是不同的 不同生物细胞干重中的元素含量 第1讲 考向互动探究 第1讲 考向互动探究 如以人体为例 鲜重条件下 O 65 C 18 H 10 N 3 干重条件下 C 55 99 O 14 62 N 9 33 H 7 46 2 分类依据是根据元素在生物体内的含量 而不是生理作用 微量元素含量很少 但其生理作用却不可替代 3 大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况 具体到某一种生物可能有差别 如Cl在植物体内是微量元素 但在人体内却是大量元素 第1讲 考向互动探究 例1如图2 1中图1是细胞中3种化合物含量的扇形图 图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图 下列说法不正确的是 第1讲 考向互动探究 A 若图1表示正常细胞 则A B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A化合物中含量最多的元素为图2中的bC 若图1表示正常细胞 则B化合物具有多样性 其必含的元素为C H O ND 图2中含量最多的元素是a 数量最多的也是a 第1讲 考向互动探究 D 解析 根据扇形图的比例可判断正常细胞中A B分别为H2O和蛋白质 它们的共有元素为H O 而O在活细胞中含量最多 细胞脱水后则A代表蛋白质 蛋白质是以碳为骨架建立的大分子物质 其中碳含量最多 即为图2中b B物质是蛋白质 在正常细胞中含量次之 具有多样性 其必含的元素为C H O N 可能还含有S P等其他元素 细胞中某元素的含量多 其数量不一定也多 反之亦然 如细胞中氢元素数量最多 但由于其原子量最小 所以其含量仅居第三 第1讲 考向互动探究 易错解惑 蛋白质在细胞鲜重中占7 10 在细胞干重中占50 以上 无论什么细胞中 含量最多的化合物是水 含量最多的有机物是蛋白质 实际解题时要注意题干中的关键词 不要被一些干扰条件迷惑 第1讲 考向互动探究 互动探究 若把选项D改为 图2中数量最多的元素是c 这与细胞中含量最多的化合物有关 对吗 对 活性细胞中元素含量为图2 则a b c分别为O C H 其中O的含量最多 H的数量最多 第1讲 考向互动探究 变式题下列有关组成生物体化学元素和化合物的叙述 正确的是 A 磷是油脂 ATP DNA等不可缺少的成分 它是组成生物体的大量元素B 脱氧核糖核苷酸控制酶的合成C 植物生长素是一种蛋白质类激素 作用特点是微量高效D 纤维素很难被人体消化吸收 它是由C H O三种元素组成D 解析 油脂不含磷 无论酶的化学本质是蛋白质还是RNA 脱氧核糖核苷酸都不能控制酶的合成 植物生长素的化学本质是吲哚乙酸 第1讲 考向互动探究 探究考向三细胞中水和无机盐的存在形式及其生理功能 第1讲 考向互动探究 第1讲 考向互动探究 知识拓展 维持生物体内的平衡 1 渗透压平衡 Na Cl 对细胞外液渗透压起重要作用 K 则对细胞内液渗透压起决定作用 2 酸碱平衡 即pH平衡 pH调节着细胞的一切生命活动 它的改变影响着原生质组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应 如人血浆中的HCO3 HPO32 3 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 第1讲 考向互动探究 第1讲 考向互动探究 D 解析 蛋白质和核酸中都含有N元素 所以可能作为原料的只能是NO3 易错易混 1 活细胞中含量最多的元素是 O C H N 脱水后细胞中含量最多的元素是 C O N H 2 活细胞中含量最多的化合物是水 而脱水后含量最多的化合物是蛋白质 第1讲 考向互动探究 变式题下列关于生物体内水和无机盐的说法 正确的是 A 是细胞中的能源物质之一B 哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起抽搐C 能维持生物体的生命活动D 生物体处在不同发育期 含水量基本一样C 解析 水和无机盐不是能源物质 生物体在不同发育期 含水量不同 幼儿含水量远高于成年人 血液中Ca2 过多会引起肌无力 Ca2 过低会引起抽搐 第1讲 考向互动探究 第1讲 学科方法积累 第1讲 学科方法积累 例4生长在含盐量高 干旱土壤中的盐生植物 通过在液泡中贮存大量的Na 而促进细胞吸收水分 该现象说明液泡内的Na 参与 A 调节渗透压B 组成体内化合物C 维持正常pHD 提供能量A 解析 液泡中的各种无机盐离子能够参与调节细胞的渗透压 盐生植物液泡中贮存大量的Na 增大了细胞液的渗透压 细胞吸水能力增强 第1讲 学科方法积累 变式题下列关于无机盐在生物体中功能的叙述 不正确的是 A Mg2 是植物细胞中叶绿素等各种色素的组成成分B Fe2 是血红蛋白的重要成分C 碳酸钙是动物骨骼 牙齿的成分D 无机盐离子可维持细胞的酸碱平衡A 解析 Mg2 是植物细胞中叶绿素分子必需的成分 但不是其他色素的组成成分 第1讲 学科方法积累 备选理由 考查方向为组成细胞的分子具有一定的一致性 鉴于这个问题不是高考考查的重点 我们在正文中没有列出这个探究点 可用此题补充这个知识点 1 组成细胞的分子保持一定的一致性 表现在 组成细胞的主要化学元素基本一致 各种细胞的核酸都相同 构成核酸的碱基种类都相同 各种细胞的蛋白质都相同 构成蛋白质的氨基酸都相同A B C D 第1讲 备用习题 解析 D不同生物的遗传物质 核酸 携带的遗传信息不同 控制合成的蛋白质不同 因而表现出了不同的性状 体现了不同生物的特异性 而组成不同生物的主要元素的种类基本一致 构成核酸的碱基和构成蛋白质的氨基酸相同 表现出了生物界在基本组成上的一致性 第1讲 备用习题 备选理由 考查方向为无机盐的作用 鉴于这个问题不是高考考查的重点 我们在正文中探究的不够 可用此题补充这个知识点 2 有关无机盐的描述不正确的是 A 镁是构成叶绿素的重要组成元素 缺镁往往造成老叶先受损害B 铁是血红蛋白的重要组成元素 缺铁容易导致贫血C 碘是构成甲状腺激素的重要组成元素 幼年时期缺碘容易患呆小症D 钠离子主要存在于细胞内液中 钾离子主要存在于细胞外液中 它们对维持细胞内 外液体的渗透压都起重要作用 第1讲 备用习题 解析 D镁是叶绿素的重要组成元素 缺少镁会导致叶绿素合成减少 从而使光合作用减弱 铁是红细胞中构成血红蛋白的重要组成元素 缺Fe会导致血红蛋白合成受阻 缺乏时导致缺铁性贫血 甲状腺激素是酪氨酸的衍生物 含三个 或四个 碘原子 钠离子主要存在于细胞外液中 钾离子主要存在于细胞内液中 第1讲 备用习题 第2讲 有机化合物及生物大分子 一 第2讲有机化合物及生物大分子 一 第2讲 考点自主梳理 知识点一氨基酸及其种类1 是组成蛋白质的基本单位 或单体 生物体中组成蛋白质的氨基酸大约有 种 组成元素都含有 2 结构要点 每种氨基酸都至少含有 和 并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个 上 氨基酸的种类由 基 侧链基团 决定 3 氨基酸的结构通式 R 20 C H O N 一个氨基 NH2 一个羧基 COOH 氨基酸 碳原子 问题导思 氨基酸 这一名词代表的其分子结构的重要部分是什么 氨基和羧基 知识点二蛋白质的分子结构氨基酸分子间以 的方式互相结合 即一个氨基酸分子的氨基 NH2 与另一个氨基酸分子的羧基 COOH 相连接 同时失去 叫做 肽键 一分子水 脱水缩合 第2讲 考点自主梳理 二肽的形成 第2讲 考点自主梳理 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物称为 由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为 其通常呈 结构 称为 一个蛋白质分子可能含有 通过盘曲 折叠形成 的空间结构 每一种蛋白质都有其独特的 正确的三维结构是蛋白质表现其特有的生物学 所必需的 问题导思 一个蛋白质分子包含多条肽链时 连接肽链之间的化学键是肽键吗 不是肽键 二肽 多肽 链状 肽链 一条或几条肽链 复杂 特定 空间结构 活性 第2讲 考点自主梳理 知识点三蛋白质多样性和功能蛋白质分子结构具有 的特点 其原因是 构成蛋白质的 不同 成百上千 氨基酸 千变万化 千差万别 由于结构的多样性 蛋白质在功能上也具有 的特点 其功能主要如下 1 如肌肉 载体蛋白 血红蛋白 2 如胰岛素 3 如抗体 4 催化作用 大多数 是蛋白质 如胃蛋白酶 5 如细胞膜上的糖蛋白 6 功能 如载体蛋白 血红蛋白 总而言之 一切生命活动都离不开 蛋白质是 的主要承担者 多样性 氨基酸种类 数目 排列顺序 多肽链形成的空间结构 多样性 结构蛋白 信息传递 免疫功能 酶 细胞识别 运输 蛋白质 生命活动 第2讲 考点自主梳理 问题导思 脱下的H2O中的H来自氨基 O来自羧基吗 组成多肽的肽键的数量与蛋白质多样性有关吗 H既来自氨基也来自羧基 O来自羧基 蛋白质多样性与氨基酸的种类 数量 排列顺序以及多肽的空间结构有关 肽键数量的多少直接影响多肽的数量 所以是有关的 第2讲 考点自主梳理 探究考向一氨基酸 多肽和蛋白质的关系1 氨基酸通式的解读 第2讲 考向互动探究 1 元素组成 基本元素C H O N 2 R基团中可能含有S 3 氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少各含一个 也可以是几个 因为R基中可能含有氨基或羧基 R基的不同导致氨基酸的种类不同 这是氨基酸分类的依据 例如甘氨酸的R基是 H 丙氨酸的R基是 CH3 4 在构成蛋白质的氨基酸中 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 否则就不是构成蛋白质的氨基酸 例如 H2N CH2 CH2 CH2 COOH 第2讲 考向互动探究 2 氨基酸 多肽 肽键的关系图解 第2讲 考向互动探究 3 蛋白质的分子结构 1 形成 2 蛋白质与多肽的关系 每个蛋白质分子可以由1条多肽链组成 也可由几条肽链通过一定的化学键 肯定不是肽键 连接而成 但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时 才能执行特定的生理功能 第2讲 考向互动探究 知识拓展 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中的一个 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 第2讲 考向互动探究 例1下列关于氨基酸和蛋白质的叙述 错误的是 A 甲硫氨酸的R基是 CH2 CH2 S CH3 则它的分子式是C5H11O2NSB 酪氨酸几乎不溶于水 而精氨酸易溶于水 这种差异是由R基的不同引起的C n个氨基酸共有m个氨基 则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m nD 甜味肽的分子式为C13H16O5N2 则甜味肽一定是一种二肽 第2讲 考向互动探究 C 解析 A正确 根据氨基酸的结构通式 画出甲硫氨酸的结构式 不难得出答案 B正确 R基不同决定了不同氨基酸的结构和功能特性的不同 C错误 多肽中的氨基数 R基中的氨基数 肽链数 题中多肽中的氨基数 m n 1 D正确 含有2个N原子的肽链 只能是二肽 第2讲 考向互动探究 规律方法 在氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程中有如下规律 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 肽键数 肽链数 R基上N原子数 各氨基酸中N的总数4 O原子数 肽键数 肽链数 2 R基上O原子数 各氨基酸中O的总数 脱去水分子数5 H原子数 各氨基酸中H的总数 脱去水分子数 2 第2讲 考向互动探究 互动探究 如果将C选项改为 10个氨基酸构成的多肽有9个 CO NH 称为九肽 对吗 错 多肽是以氨基酸数目命名的 而非以肽键数命名的 第2讲 考向互动探究 变式题一条肽链的分子式为C22H34O13N6 其水解产物中只含有下列3种氨基酸 下列叙述错误的是 第2讲 考向互动探究 A 合成1个C22H34O13N6分子将产生5个水分子B 在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNAC 1个C22H34O13N6分子完全水解后可以产生3个谷氨酸D 1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D 解析 三种氨基酸都只含有一个氨基 N的总数为6个 说明含有6个氨基酸 要形成一条肽链脱去5分子的水 因为只由三种氨基酸组成 至少需要3种tRNA 6个氨基酸形成的肽链有13个O 则含有3个谷氨酸 三个谷氨酸多出3个羧基加上游离的一个羧基 该分子中共有4个游离的羧基 第2讲 考向互动探究 探究考向二蛋白质的多样性与生物多样性1 蛋白质结构的多样性 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 第2讲 考向互动探究 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 两个蛋白质分子结构不同 则这两个蛋白质不是同种蛋白质 但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同 而是只要具备以上其中的一点 这两个蛋白质的分子结构就不同 第2讲 考向互动探究 2 蛋白质功能的多样性 第2讲 考向互动探究 例2蛋白质是生命活动的主要承担者 在组成细胞的有机物中含量最多 图2 1表示有关蛋白质分子的简要概念图 对图示分析正确的是 第2讲 考向互动探究 A a肯定含有P元素B 过程有水生成C 多肽中b的数目等于c的数目D d表示氨基酸的多样性B 解析 组成蛋白质的元素是C H O N 只有部分蛋白质含有S和P b是氨基酸 氨基酸的数目减肽链的数目等于肽键的数目 因此b的数目不等于c d表示蛋白质功能的多样性 过程表示脱水缩合 有水生成 第2讲 考向互动探究 解题技巧 从多个概念中区分 判断出符合题干要求的选项 是迷惑概念题型的解题关键 解答此类试题时 首先要认真审题 找出 题眼 概念 然后进行知识迁移 即回顾教材中对该概念的准确描述并进行思维拓展 从内涵和外延两方面去印证题干与选项之间是否相符 最后做出准确判断 准确 规范地记忆基本概念 认真仔细地审出 题眼 然后将题干与选项进行科学印证 是解答此类试题的 三步曲 第2讲 考向互动探究 互动探究 1 有3个不同氨基酸 可形成三肽的种数 2 有足够数量的3种不同氨基酸 可形成多少种三肽 3 有n n 20 个不同氨基酸 可形成多少种二肽 三肽 n肽 组成肽的氨基酸各不相同 4 有足够数量的n n 20 种不同氨基酸 可形成多少种二肽 三肽 m肽 组成肽链的氨基酸各不相同 第2讲 考向互动探究 1 6 2 27 3 n n 1 n n 1 n 2 n 4 n2n3nm 解析 1 6种 即3 2 1 2 三肽种数 3 3 3 33 27 3 同理可得 二肽种数 n n 1 三肽种数 n n 1 n 2 n肽 n 4 二肽种数 n n n2 三肽种数 n n n n3 m肽种数 nm 通过上述分析与计算 结合 组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同 数目成百上千 排列次序变化多端 由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别 即可理解蛋白质种类的多样性 功能的多样性 第2讲 考向互动探究 蛋白质计算的解题技巧1 利用归纳法分析推导蛋白质形成过程中脱去水分子数 形成肽键数 消耗氨基和羧基数 最少含有氨基和羧基数及蛋白质分子量 1 当蛋白质由n个氨基酸分子构成的一条肽链构成时 见下表 第2讲 解题技能提升 2 当蛋白质由n个氨基酸构成的m条肽链构成时 设m条肽链中 第一条肽链由n1个氨基酸构成 第二条肽链由n2个氨基酸构成 第m条肽链由nm个氨基酸构成 且n1 n2 nm n 则有 第2讲 解题技能提升 2 蛋白质形成前后分子质量总量不变 即反应前氨基酸分子量之和 形成的蛋白质分子 水分子及其他物质的分子量之和 3 具体计算 1 氨基酸数 肽键数 肽链数 2 肽键数 脱去的水分子数 氨基酸数 肽链数 3 蛋白质相对分子质量 氨基酸数 氨基酸平均相对分子质量 脱去的水分子数 18 4 若是环状肽 A1 A2 A3 A4 A5 A6种氨基酸 它们互相缩合形成的环状肽 如图2 2所示 第2讲 解题技能提升 由图可知 氨基酸数 肽键数 脱去的水分子数环状肽主链中无氨基和羧基 环状肽中氨基或羧基数取决于构成环肽的氨基酸R基团中氨基或羧基的数目 第2讲 解题技能提升 第2讲 解题技能提升 第2讲 解题技能提升 解题技巧 1 直链肽链中氨基酸数 肽链数 肽键数和失去水分子数的关系肽键数 失去水分子数 氨基酸数 肽链数2 蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 1 至少含有的游离氨基或羧基数 肽链数 2 游离氨基或羧基数目 肽链数 R基中含有的氨基或羧基数 第2讲 解题技能提升 3 蛋白质中含有N O H原子数的计算 1 N原子数 肽键数 肽链数 R基上的N原子数 各氨基酸中N原子总数 2 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原子总数 脱去水分子数 3 H原子数 各氨基酸中H的总数 脱去水分子数 24 蛋白质相对分子质量的计算蛋白质相对分子质量 氨基酸数目 氨基酸的平均相对分子质量 脱去水分子数 18 第2讲 解题技能提升 例3 2011 虹口模拟 称取某多肽415g 在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g 经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100 此多肽由甘氨酸 丙氨酸 半胱氨酸3种氨基酸组成 每摩尔此多肽含有S元素51mol 3种氨基酸的分子结构式如下 第2讲 解题技能提升 组成一分子的此多肽需氨基酸个数是 A 99B 100C 101D 102C 解析 由题意可知 415g此多肽完全水解需要水505g 415g 90g 即形成415g此种多肽需要脱去90g水 415g此多肽形成时 需要氨基酸505 100 5 05mol 脱水90 18 5mol 所以在形成此多肽时需要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分子摩尔数之比为5 05 5 1 01 设该肽链上的氨基酸残基数目为n 则该肽链上的氨基酸残基数目与在形成该肽链时脱去的水分子数之比为n n 1 得n n 1 1 01 解此方程得n 101 所以此多肽为101肽 第2讲 解题技能提升 题后反思 蛋白质是生命活动的主要承担者 对生物体的结构和功能具有十分重要的意义 蛋白质的形成过程是 由许多个氨基酸分子通过脱水缩合互相连接而成多肽 因多肽通常呈链状结构 又称肽链 一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链 肽链通过一定的化学键连接在一起 形成具有一定空间结构的蛋白质 要弄懂蛋白质中氨基酸数 氨基数 羧基数 肽链数 肽键数 脱水数 分子量等各因素之间的数量关系 因此 对蛋白质中有关数量的计算题应重点关注 在求解氨基酸数目时 理解元素守恒是蛋白质相关计算的关键 第2讲 解题技能提升 变式题某条多肽的相对分子质量为2778 若氨基酸的平均相对分子质量为110 如考虑终止密码子 则编码该多肽的基因长度至少是 A 75对碱基B 78对碱基C 90对碱基D 93对碱基D 解析 基因的碱基数 至少 mRNA的碱基数 至少 蛋白质中氨基酸的数目 6 若为碱基对数则为3 3 1 据题意 若求基因的长度首先应计算出氨基酸的个数 设为n 则有n 110 n 1 18 2778 推出n 30 又因为题干中给出 考虑终止密码子 所以密码子数为n 1 31个 综上 基因长度至少是31 3 93对碱基 第2讲 解题技能提升 备选理由 考查方向为有关肽键的问题 鉴于这个问题不是高考常考内容 我们在正文中没有列入这个探究点 可用此题补充这个知识点 1 下列物质中一定含有肽键的是 胰岛素 胆固醇 酶 Na 载体A B C D 解析 C胆固醇的化学本质是油脂 不含有肽键 酶的化学本质是蛋白质或RNA 不一定含有肽键 胰岛素和细胞膜上的载体的化学本质都是蛋白质 一定含有肽键 第2讲 备用习题 备选理由 本题是2011年的高考试题 而且是高考考查有关胰岛素知识较为深入的一个试题 具有较大的难度 其解法体现了解决此类有关蛋白质问题的基本方法 2 2011 北京卷 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 第2讲 备用习题 解析 D胰岛素是由51个氨基酸构成的含有两条肽链的蛋白质分子 胰岛素合成受基因控制 而在胰岛素基因的两条DNA单链中 只有一条链可转录翻译 沸水浴只能破坏蛋白质的空间结构 而不能使肽键断裂 胰岛素的功能取决于氨基酸的种类 数目 排列顺序和蛋白质空间结构 所以ABC不正确 胰岛素基因表达的多肽链需经有关蛋白酶等作用后才可形成具有两条肽链的胰岛素分子 D项正确 第2讲 备用习题 备选理由 考查方向为有关原子 基团或肽键数目 鉴于这个问题不是高考考查的重点 我们在正文中没有列入这个探究点 可用此题补充这个知识点 3 某50肽中有2个丙氨酸 NH2CHCH3COOH 现脱掉其中的丙氨酸 相应位置如图 得到几种不同有机产物 其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在 下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子 基团或肽键数目的叙述错误的是 A 肽键数目减少4个B 氢原子数目增加8个C 氨基和羧基分别增加4个D 氧原子数目增加2个 第2讲 备用习题 解析 D本题主要考查了肽键结构 属于考纲中的理解层次 原有50 1 49个肽键 断裂后含有48 3 45个肽键 该过程需要消耗4个水分子 故增加了8个氢原子 增加了4个氧原子 变化后3条肽链中有3个氨基和3个羧基 两个氨基酸中分别有1个氨基和1个羧基 第2讲 备用习题 第3讲 有机化合物及生物大分子 二 第3讲有机化合物及生物大分子 二 第3讲 考点自主梳理 知识点一细胞中的糖类和脂质1 单糖 二糖和多糖的比较 核糖 脱氧核糖 核酸 葡萄糖 能源 乳糖 单糖 淀粉 纤维素 储能 细胞壁 肝糖元 储能 第3讲 考点自主梳理 2 脂质的种类比较 油脂 储能 保温 磷脂 胆固醇 第3讲 考点自主梳理 问题导思 油脂释放的能量为什么比蛋白质和糖类要多 它们都是有机物 分解产物都有二氧化碳和水 但是由于分子组成不同 油脂中O元素的含量少 C H含量多 所以在氧化分解时需氧多 氧气与 H 结合生成水 同时释放能量 需要的氧气多意味着释放的能量多 第3讲 考点自主梳理 知识点二核酸的结构和功能核酸是 的载体 是生物的 对于生物体的 蛋白质的生物合成有极其重要的作用 核酸包括 两大类 组成元素 基本组成单位是核苷酸 由一分子 一分子 和一分子 组成 组成核酸的碱基有 种 五碳糖有 种 核苷酸有 种 遗传信息 遗传物质 遗传和变异 脱氧核糖核酸 DNA 和核糖核酸 RNA C H O N P 含氮碱基 五碳糖 磷酸 5 2 8 第3讲 考点自主梳理 脱氧核糖核酸简称 主要存在于 中 细胞质中的 和 也是它的载体 核糖核酸简称 主要存在于 中 对于有细胞结构 同时含DNA和RNA 的生物 其遗传物质就是 没有细胞结构的病毒 有的遗传物质是 如 噬菌体等 有的遗传物质是 如 烟草花叶病毒 HIV等 DNA 细胞核 线粒体 叶绿体 RNA 细胞质 DNA DNA RNA 第3讲 考点自主梳理 问题导思 对细胞中的蛋白质 DNA RNA和核苷酸等物质的组成进行分析 哪些物质可以作为鉴定真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段 蛋白质 DNA RNA和核苷酸都同时存在于真核生物的细胞中 蛋白质 DNA RNA具有多样性和特异性 不同生物的蛋白质 DNA RNA不同 可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段 所有真核生物的核苷酸都相同 共有8种 所以 其不能作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段 第3讲 考点自主梳理 探究考向一比较DNA和RNA的异同点1 核酸结构的解读 如图3 1所示 第3讲 考向互动探究 1 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 2 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所代表的含义 3 DNA链 由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二酯键 由磷酸二酯键将脱氧核苷酸连接成链 第3讲 考向互动探究 4 5 端和3 端 由于DNA链中的游离磷酸基团连接在5号碳原子上 称5 端 另一端的3号碳原子端没有与磷酸基团成键 称为3 端 5 反向平行 指构成DNA分子的两条链中 总是一条链的5 端与另一条链的3 端相对 即一条链是3 5 另一条为5 3 6 碱基配对原则 两条链之间的碱基配对时 总是A与T配对 C与G配对 第3讲 考向互动探究 2 DNA与RNA的异同点 第3讲 考向互动探究 第3讲 考向互动探究 知识拓展 1 原核生物和真核生物含有DNA和RNA 其五碳糖的种类数为2种 碱基种类数为5种 核苷酸种类数为8种 2 病毒含有DNA或RNA 其五碳糖的种类数为1种 碱基种类数为4种 核苷酸种类数为4种 第3讲 考向互动探究 例1 2011 海南卷 关于核酸的叙述 正确的是 A 只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质B DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的C 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D 用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布B 解析 病毒没有细胞结构 其DNA或RNA也携带遗传信息 A错 遗传信息贮藏在4种碱基的排列顺序中 C错 SARS病毒只含RNA D错 第3讲 考向互动探究 规律方法 核酸是由核糖核苷酸或脱氧核苷酸通过3 5 磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子 具有非常重要的生物功能 主要是贮存遗传信息和传递遗传信息 包括核糖核酸 RNA 和脱氧核糖核酸 DNA 两类 单个核苷酸是由含氮碱基 五碳糖和磷酸三部分构成的 构成核苷酸的碱基分为嘌呤和嘧啶两类 前者主要指腺嘌呤 A 和鸟嘌呤 G DNA和RNA中均含有这两种碱基 后者主要指胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 和尿嘧啶 U 胞嘧啶存在于DNA和RNA中 胸腺嘧啶只存在于DNA中 尿嘧啶则只存在于RNA中 第3讲 考向互动探究 互动探究 如果将选项B改为 DNA和RNA的核苷酸连接方式不同 对吗 错 两种核酸的核苷酸之间的连接方式都是通过磷酸二酯键连接 因此相同 第3讲 考向互动探究 变式题 2011 汕尾调 研下列关于DNA和RNA的说法 不正确的是 A T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 证明DNA是遗传物质B DNA自我复制遵循碱基互补配对原则C 形成mRNA需要DNA的一条链作模板D DNA和RNA的化学成分除五碳糖不同之外 其他成分均相同 第3讲 考向互动探究 D 解析 证明DNA是遗传物质的两个实验是肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 DNA自我复制是半保留复制 两条互补链之间的碱基配对方式为A T G C 遵循碱基互补配对原则 真核细胞中转录形成mRNA需要DNA的一条链作模板 DNA和RNA的化学成分除五碳糖分别为脱氧核糖与核糖之外 碱基组成也有区别 DNA中含有胸腺嘧啶T RNA中不含T 代之以尿嘧啶U D错误 第3讲 考向互动探究 探究考向二蛋白质与核酸的区别 第3讲 考向互动探究 第3讲 考向互动探究 例2 2011 临沂模拟 在生物体内 某些重要化合物的元素组成和功能关系如图3 2所示 其中X Y代表元素 A B C是生物大分子 据图分析不正确的是 A 人体中 单体b的种类有4种B 导致地球上生物多种多样的根本原因是C的结构具有多样性C 人类的白化病基因起源于图中 过程中D 图中A和C是组成染色体的主要成分 第3讲 考向互动探究 B 解析 由元素组成和物质之间的功能关系 判定单体a是脱氧核苷酸 b是核糖核苷酸 c是氨基酸 A是DNA B是RNA C是蛋白质 导致地球上生物多种多样的根本原因是DNA分子的多样性 题后反思 做本题时要明确蛋白质的分子结构因其组成单位 氨基酸的种类 数目 排列顺序及空间结构的不同而具有多样性 而这种多样性又决定了生物的多样性 核酸在细胞中的含量虽然不多 但却是生物的遗传物质 它通过控制蛋白质的生物合成 决定了生物的遗传性状 是生命活动的控制者 第3讲 考向互动探究 变式题如图3 3表示生物体内两种重要化合物的化学组成关系 相关叙述正确的是 A 图中大分子B的空间结构是呈双螺旋排列的B a的种类约20种 b的种类为8种C a与a之间通过 NH COOH 相连接 b与b之间通过磷酸二酯键相连接D HIV的遗传信息储存在大分子B中 第3讲 考向互动探究 D 解析 由元素组成和病毒的知识分析 小分子a是氨基酸 种类约20种 大分子A是蛋白质 小分子b是核糖核苷酸 种类为4种 大分子B是核糖核酸 RNA 病毒的核酸只有一种 是DNA或RNA HIV的遗传物质为RNA 是单链结构 第3讲 考向互动探究 探究考向三脂类和糖类的比较1 细胞中糖类的不同分类 1 按糖类物质的归属分类 动植物细胞共有的糖 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 动物细胞特有的糖 糖元 乳糖 半乳糖 植物细胞特有的糖 果糖 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 2 按糖类物质的功能分类 生物细胞生命活动的主要能源物质 葡萄糖 第3讲 考向互动探究 生物细胞中的储能物质 淀粉 糖元 参与生物细胞构成的物质 核糖 脱氧核糖 纤维素 3 单糖 二糖 多糖的分类单糖是不能水解的糖 葡萄糖 核糖 脱氧核糖 果糖 半乳糖 二糖是水解后能够生成两分子单糖的糖 蔗糖 水解成葡萄糖 果糖 麦芽糖 两分子葡萄糖 乳糖 葡萄糖 半乳糖 多糖是水解后生成许多单糖的糖 淀粉 纤维素 人体内的糖元 第3讲 考向互动探究 特别提醒 1 单糖 二糖 多糖的划分根据是能否水解及水解后产生单糖的多少 2 单糖不经消化可直接被吸收 但二糖 多糖必须经消化后才能被吸收 尽管淀粉无甜味 但可以在口腔里经淀粉酶水解成麦芽糖而产生甜味 3 麦芽糖由2分子葡萄糖形成 蔗糖由1分子葡萄糖和1分子果糖形成 乳糖由1分子葡萄糖和1分子半乳糖形成 4 除蔗糖和多糖外 其余皆为还原糖 第3讲 考向互动探究 5 五碳糖中核糖和脱氧核糖分别是RNA和DNA的组成成分 6 淀粉和糖元分别是植物 动物细胞内的储能物质 而纤维素为非储能物质 油脂是生物体的储能物质 7 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分 而原核细胞的细胞壁不含纤维素 是由肽聚糖构成的 因此细胞壁能否被纤维素酶分解是区分植物细胞和原核细胞的依据之一 第3讲 考向互动探究 2 脂质和糖类的比较 第3讲 考向互动探究 第3讲 考向互动探究 3 理解生物大分子以碳链为骨架 1 单体构成 单体均由碳原子构成的基本骨架连接而成 2 形成的基本方式 脱水缩合 第3讲 考向互动探究 例3下列关于糖的叙述 正确的是 A 葡萄糖和果糖分子均有还原性B 葡萄糖和麦芽糖可被水解C 构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖D 乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收A 解析 糖类分还原糖和非还原糖 其中还原糖指可被氧化充当还原剂的糖 常见的还原糖有葡萄糖 果糖 麦芽糖等 所以A对 葡萄糖属于单糖不可以被水解 B错 纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖 其单体是葡萄糖 C错 乳糖的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成 需水解成单糖后才能被吸收 D错 第3讲 考向互动探究 易错解惑 糖类可以根据水解及水解产物分为三类 单糖 不能水解的多羟基醛或多羟基酮 如葡萄糖 果糖等 二糖 水解后生成两分子单糖的糖 如蔗糖 麦芽糖等 多糖 能水解生成许多分子单糖的糖 如淀粉 糖原 纤维素等 麦芽糖由葡萄糖组成 蔗糖由葡萄糖与果糖组成 乳糖由半乳糖和葡萄糖组成 还原糖包括葡萄糖 果糖 麦芽糖等 非还原糖有蔗糖 淀粉 纤维素等 但它们都可以通过水解生成相应的还原单糖 糖类在小肠内已被消化成单糖 故能被小肠上皮细胞吸收入血 第3讲 考向互动探究 变式题下列哪组糖类物质能与 中的叙述依次对应 存在于RNA中而不存在于DNA中的糖类 存在于叶绿体中而不存在于线粒体中的糖类 存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中的糖类A 核糖 脱氧核糖 乳糖B 脱氧核糖 核糖 乳糖C 核糖 葡萄糖 糖元D 脱氧核糖 葡萄糖 糖元C 解析 主要考查糖类的种类和分布 线粒体只能将丙酮酸分解 而不能直接分解葡萄糖 乳糖和糖元是动物细胞中的特有糖类 第3讲 考向互动探究 例4下列哪项不是细胞内的脂质具有的功能 A 维持高等动物第二性征B 是构成细胞膜等生物膜的重要物质C 减少体内热量散失 维持体温恒定D 催化体内能源物质分解 利于机体抵御寒冷天气D 解析 A B C三项所述功能分别为脂质中的固醇 磷脂和油脂所具有 D项中的催化功能为酶类物质所特有 酶的化学本质为蛋白质 RNA 脂质没有催化功能 第3讲 考向互动探究 易错易混 油脂与脂质 脂质与磷脂 固醇与胆固醇关系分辨油脂和脂质易混淆之处在于 很多考生认为二者是相同的 或者认为油脂包括脂质 这些看法都是错误的 油脂只是脂质中的一类物质 脂质除包括油脂以外 还包括磷脂和固醇 油脂元素组成只有C H O三种 脂质的元素组成除C H O外 有的还有N P 磷脂是构成生物膜的主要成分 是脂质的一种 固醇包括胆固醇 性激素和维生素D 第3讲 考向互动探究 变式题根据表中分析同质量的油脂和糖类在氧化分解时的差异 以下说法错误的是 A 相同质量条件下 油脂比糖类在氧化分解时耗氧量多B 油脂中的H的比例是12 C 相同质量的油脂和糖类氧化分解时产生的水量X YD 油脂中H的比例较高 所以释放的能量较多 第3讲 考向互动探究 C 解析 油脂与糖类相比 C H比值大 相同质量条件下 氧化分解耗氧多 相应产生的水也多 即X Y 糖类和油脂都是由C H O三种元素组成的 根据表中数据可知 油脂中的H的比例是1 75 13 12 糖类中H的比例是1 44 50 6 第3讲 考向互动探究 检测生物组织中油脂 糖类和蛋白质1 实验原理 可溶性糖中的还原糖 如葡萄糖 果糖 麦芽糖 与本尼迪特试剂发生作用 可以生成红黄色沉淀 油脂可以被苏丹 染成橘黄色 蛋白质与双缩脲试剂发生作用 可以产生紫色反应 2 实验步骤 1 还原糖的鉴定 第3讲 实验方案展示 第3讲 实验方案展示 2 油脂的鉴定取材 花生种子 浸泡3 4h 去皮 将子叶切成薄片 第3讲 实验方案展示 观察 在低倍镜下寻找已着色的圆形小颗粒 再换用高倍镜观察结论 油脂被苏丹 染液染成了橙黄色 说明花生子叶中含有油脂 3 蛋白质的鉴定 第3讲 实验方案展示 3 淀粉的检测与观察 第3讲 实验方案展示 注意事项 实验材料的选择和试剂的配制 1 还原糖的鉴定 要选择含还原糖量较高 颜色较浅的材料 这样颜色反应才明显 通过实验比较 颜色反应的明显程度依次为苹果 梨 白色甘蓝叶 白萝卜 2 油脂的鉴定 要选择富含油脂的材料 如花生 蓖麻等 提前浸泡3 4h 如果是新花生种子 可以不必浸泡 否则切下的薄片不易成形 3 蛋白质的鉴定 最好的实验材料是鸡蛋清 其蛋白质含量相对高 配制的提取液透明 与本尼迪特试剂反应后 颜色反应明显 但蛋清液需要稀释 第3讲 实验方案展示 4 正确配制和使用斐林试剂与本尼迪特试剂 见下表 第3讲 实验方案展示 方法例析 实验步骤设计要有逻辑性 有关对照实验步骤设计的一般规律是 第1步 取材 分组 编号 在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物 取材时要注意数量和生理及发育状态相同 用具有烧杯 培养皿 饲养动物的容器等等 这些材料 用具在试题中都会给出 注意要结合实验的目的和原理合理利用 第2步 相同处理和不同处理 根据实验变量设置对照 注意 单一因素不同 其他因素相同且最适 第3讲 实验方案展示 实验中的无关变量很多 同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起 必须严格控制 要平衡和消除无关变量对实验结果的影响 对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法 对照实验设置的正确与否 关键就在于如何保证 其他条件相同且适宜 设置对照实验 要做到如下四个方面 1