【创新方案】-2022届高三生物一轮复习教师用书：必修一-第2章-组成细胞的分子

一、组成细胞的元素1．生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性：组成生物体的各种元素在无机自然界中都能找到。(2)差异性：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量不同。2．元素的种类和含量(1)分类依据：依据各种元素的含量不同。(2)分类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等))(3)人体细胞含量最多的元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鲜重：O元素,干重：C元素))二、组成细胞的化合物1．种类(1)无机化合物：有水和无机盐。(2)有机化合物：主要有糖类、蛋白质、脂质、核酸等。2．含量(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。(2)占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。(3)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(连线)一、组成细胞的元素1．教材问题分析分析教材P16[问题探讨]中的组成地壳和组成细胞的部分元素含量表数据，思考并沟通下列问题：(1)同种元素在生物细胞和地壳中含量是否相同？说明什么问题？提示：不同。说明生物界与非生物界具有差异性。(2)依据表中所列元素种类，确认细胞中有其特有的元素吗？这说明白什么问题？提示：没有。生物界和非生物界具有统一性。2．推断下列说法是否正确(1)组成生物体的各种物质都来自于生物有选择地从无机自然界的吸取。(√)(2)生物界和非生物界的统一性体现在所含化学元素的种类上。(√)(3)大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。(×)(4)占细胞干重含量最多的化学元素是C。(√)二、组成细胞的化合物1．思考(1)有机化合物与无机化合物有什么区分？提示：有机化合物和无机化合物的区分主要在于分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由C、H、O三种元素组成；水是无机化合物，由H、O两种元素组成。但这并不是严格意义上的区分，严格来说，有机化合物是指除了CO2、碳酸及碳酸盐以外的含碳化合物。另外，有机化合物氧化分解可为生命活动供应能量，无机化合物一般不作为能源物质。(2)细胞处于鲜重和干重时化合物含量有什么变化？提示：(3)不同细胞中化合物的含量都一样吗？提示：不一样。如植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质；禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；花生、芝麻种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多等。2．推断正误(1)组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。(×)(2)无机化合物有水和无机盐，糖类、脂质、蛋白质和核酸是组成细胞的有机化合物。(√)(3)占细胞鲜重最多的化合物是水。(√)(4)占细胞干重最多的化合物是脂质。(×)3．连线将下列试剂与相应的待测样品及试验结果用线连起来一、组成生物体的化学元素1．种类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,②微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,③基本元素：C、H、O、N))2．作用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①组成多种多样的化合物,②调整生物体的生理功能,③影响生物体的生命活动))3．特点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生物界与非生物界具有统一性,②生物界与非生物界具有差异性))二、斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鉴定物质还原糖蛋白质添加挨次甲、乙两液等量混合后马上使用先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件50℃～65℃温水加热不需加热，摇匀即可反应现象浅蓝色→棕色→砖红色沉淀浅蓝色→紫色[特殊提示]正确使用斐林试剂和双缩脲试剂，关键是要明确鉴定的原理：(1)斐林试剂甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)与乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)混合后生成Cu(OH)2，然后在水浴加热条件下，还原糖中的醛基(—CHO)将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。(2)只有在双缩脲试剂A液(0.1g/mLNaOH溶液)的强碱环境下，肽键才能与双缩脲试剂B液(0.01g/mL的CuSO4溶液)中的Cu2＋结合成紫色络合物。由此可见，斐林试剂的实质是现配制的Cu(OH)2，而双缩脲试剂的实质是碱性环境下的CuSO4。检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．试验原理生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。(1)糖类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(还原糖：还原糖＋斐林试剂\o(→,\s\up7(50℃～65℃水浴加热),\s\do5(约2min)),砖红色沉淀,淀粉：淀粉＋碘液→蓝色))(2)脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(苏丹Ⅲ染液\o(→,\s\up7(镜检))橘黄色,苏丹Ⅳ染液\o(→,\s\up7(镜检))红色))(3)蛋白质＋双缩脲试剂→紫色2．试验流程(1)还原糖的检测：(2)淀粉的检测：(3)脂肪的检测：(4)蛋白质的检测：3．留意事项(1)材料选择、处理的科学性①应依据需要，选择待测物质含量高的器官或组织，如还原糖的检测用苹果或梨，脂肪的检测用花生种子，蛋白质的检测用蛋清液。②接受恰当的方法处理材料：还原糖、蛋白质存在于细胞内，要接受裂开细胞的方法将这些物质提取出来用于检测；脂肪的鉴定则要接受切片染色的方法。不同的材料用于不同的试验，应接受不同的方法对材料进行处理。(2)试验条件把握的适宜性还原糖的检测需要在盛有50℃～65℃温水的大烧杯中加热约2min，而蛋白质的鉴定不需要加热。(3)试剂加入的精确性斐林试剂宜现配现用。双缩脲试剂应先加入A液，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才简洁与Cu2＋发生颜色反应；后加入B液，只能加入3～4滴，由于若加入过量的B液，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2沉淀，会遮挡   试验中蛋白质反应所产生的紫色，影响观看结果。(4)显色反应的对比性检测还原糖、蛋白质、脂肪是利用其与特殊试剂的显色反应来进行鉴定的。做鉴定试验时，在鉴定之前要留取一些组织样液，与显色反应后的颜色作对比，增加说服力。选材时选择颜色较浅的材料，就是为了避开原色对显色反应的遮盖作用。[例1]表1是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)。请据图回答下列问题：表1OSiCNH地壳48.6026.300.0870.030.76细胞65.0极少18.03.010.0(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞所特有的，这一事实说明__________________________________________________________。(2)由表中数据可知，同一元素在地壳和细胞中含量相差甚远，这一事实说明__________。(3)由表1数据可知，组成细胞的元素中C、H、O含量最多，请据表2分析缘由：表2细胞中的化合物水无机盐蛋白质脂质糖类和核酸质量分数(%)85～901～1.57～101～21～1.5①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。[研析]本题依托表格信息，考查组成生物体的化学元素种类及特点，具体分析如下：[审]——提取信息信息a：由表1信息可以看出，组成细胞的C、H、O、N、Si等化学元素与组成地壳的化学元素的种类完全相同，含量上存在明显差异。信息b：表2数据显示，在组成细胞的无机物中，水的含量最高，占85%～90%。有机物蛋白质、脂质、糖类等含量占到10%左右。[联]——联系基础设问(1)可联系：无机自然界和生物界的化学元素种类相同，说明生物界和非生物界具有统一性。设问(2)可联系：同一种元素在地壳和细胞中含量不同，说明生物界和非生物界具有差异性。设问(3)可联系：水在细胞中含量最高，由H、O两种元素组成，而组成细胞的蛋白质、脂质、糖类等都含有C、H、O三种元素，故C、H、O三种元素含量最多。[答]——解题规范设问(1)(2)：答题时应总结诞生物界与非生物界的统一性和差异性，答“地壳和细胞具有统一性和差异性”不给分。设问(3)：答题时应明确说明细胞中H2O的含量最多，细胞中有机物的元素组成都含有C、H、O三种元素。[答案](1)生物界和非生物界具有统一性(2)生物界和非生物界具有差异性(3)①构成细胞的化合物中含量最多的是水，占85%～90%②构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素细胞中元素的记忆方法(1)大量元素：谐音记忆“他请杨丹留人盖美家”(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)。(2)微量元素：谐音记忆“铁猛碰新木桶”(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。[例2]某同学对一待测物质进行如下试验，假设试验步骤均正确，其进行的试验及观看到的现象如表所示。那么他鉴定的物质及试剂A分别是()试验1234检测试剂双缩脲试剂试剂A苏丹Ⅲ染液试剂B检测结果淡紫色无砖红色沉淀未观看到橘黄色蓝色A.鸡蛋清斐林试剂B．鸡蛋清碘液C．劣质奶粉碘液D．劣质奶粉斐林试剂[解析]生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测试验原理是：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；还原糖＋斐林试剂eq\o(→,\s\up7(水浴加热50℃～65℃),\s\do5(约2min))砖红色沉淀；淀粉＋碘液→蓝色；脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。由检测结果推知，鉴定的物质中含有蛋白质和淀粉，因此不行能是鸡蛋清，试剂A是斐林试剂，试剂B是碘液。[答案]D[课堂归纳][网络构建]填充：①统一②差异③C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等④Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等⑤水⑥无机盐[关键语句]1．组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2．组成人体细胞的主要元素依次是O、C、H、N、P、S等。3．组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质。4．还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。5．脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)。6．蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。1．人体内的微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是()A．I、K、O、SB．B、Mo、Fe、Zn、CuC．N、H、O、P、CD．Fe、Ca、Cu、Mg、C解析：选B观看比较可知，选项A中有O、S、K三种大量元素，选项B中全部都是微量元素，选项C中全部为大量元素，选项D中有C、Mg、Ca三种大量元素。如图是由4个椭圆所构成的元素概念的关系图，其中④为最大椭圆，③②①依次减小。试推断符合这种关系的是()A．①大量元素、②主要元素、③基本元素、④最基本元素B．①基本元素、②最基本元素、③大量元素、④主要元素C．①最基本元素、②基本元素、③主要元素、④大量元素D．①主要元素、②大量元素、③最基本元素、④基本元素解析：选C大量元素通常有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N、P、S为主要元素，而C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素。3．下列物质的溶液能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是()①葡萄糖②淀粉③蔗糖④麦芽糖⑤果糖⑥纤维素A．①④⑤B．②③④C．①⑤⑥D．①②④解析：选A葡萄糖、麦芽糖、果糖是还原糖，能与斐林试剂在加热(50℃～65℃)条件下发生反应生成砖红色Cu2O沉淀；淀粉、纤维素和蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂反应。4．用斐林试剂检测还原糖时，其溶液的颜色变化过程为()A．浅蓝色→无色→棕色B．浅蓝色→棕色→砖红色C．棕色→浅蓝色→砖红色D．棕色→砖红色→绿色解析：选B试验中，刚加入的斐林试剂中CuSO4和NaOH反应生成Cu(OH)2，呈浅蓝色，随后，还原糖与Cu(OH)2反应生成Cu2O沉淀，随着Cu2O的渐渐积累，颜色就由棕色(蓝色和砖红色的混合色)变成砖红色。5．依据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”试验，回答下列问题。(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成________________________________________________沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在________________________。(2)在鉴定花生子叶细胞中脂肪的试验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是______________，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是由于_______________________。(3)鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。其中双缩脲试剂B液的量只有4滴，而不能过量，为什么？________________________________________________________________________。(4)本试验留意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需___________________________________，使用时再临时混合均匀后用于试验。②双缩脲试剂的使用，应先加_____________________________________________，造成碱性环境，再加________________________。③在还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及________，试管口不要朝向________________________________________________________________________，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。④蛋白质的鉴定样品液浓度不能__________________，以免试验后粘住试管壁，洗不洁净。解析：本题是对糖类、脂肪、蛋白质的鉴定原理与操作的考查。其中一些细节需要留意，如鉴定蛋白质试验，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液时，要少量，否则双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。答案：(1)斐林试剂砖红色葡萄糖(2)苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅲ能溶解在酒精中(3)过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色(4)①分别配制、储存②0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液③烧杯底部试验者或其他人④太大(时间：25分钟；满分：50分)一、选择题(每小题3分，共24分)1．以下对组成细胞的化学元素的叙述，错误的是()A．组成细胞的化学元素常见的有20多种B．组成不同生物体细胞的化学元素种类是大体相同的C．在同种生物体细胞中，不同化学元素的含量相差很大D．组成不同生物体细胞的化学元素是完全一样的解析：选D组成细胞的化学元素常见的有20多种，各种化学元素都是生物体从外界环境中同化而来的，因此各种生物体细胞中的化学元素种类是大体相同的，但含量是不同的。由于不同生物体生活的具体无机环境有差异，其生命活动方式也不尽相同，所以不同生物细胞中的化学元素是不完全一样的。2．科学家在利用无土栽培法培育一些贵重的花卉时，培育液中添加了多种必需化学元素，其配方如表所示：离子K＋Na＋Mg2＋Ca2＋NOeq\o\al(－,3)H2POeq\o\al(－,3)SOeq\o\al(2－,4)Zn2＋培育液浓度mmol/L110.251210.251其中植物根细胞吸取量最少的离子是()A．Ca2＋B．SOeq\o\al(2－,4)C．Zn2＋D．H2POeq\o\al(－,3)解析：选C因Zn属于微量元素，因此花卉对它的吸取量最少。3．大海中的水母、海带，沙漠中的仙人掌，陆地上的蜥蜴、小草等生物，都是由细胞组成的。这些生物的细胞中含量最多的化合物、含量最多的有机物分别是()A．水蛋白质B．糖类水C．糖类蛋白质D．水脂质解析：选A不论生物生活在什么样的环境中，一般来说，其细胞中鲜重含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质。4．现供应新配制的斐林试剂甲液(0.1g/mLNaOH溶液)、乙液(0.05g/mLCuSO4溶液)、蒸馏水，若充分利用这些试剂及必需的试验用具，能鉴别出下列哪些物质()①葡萄糖②蔗糖③胰蛋白酶④DNAA．①和③B．①和②C．只有①D．②、③和④解析：选A斐林试剂和双缩脲试剂的成分中，都是NaOH溶液和CuSO4溶液，但是两种成分的浓度是不同的，由于题干中供应了蒸馏水，就可以配制不同浓度的溶液，供应了必要的器材，就可以鉴定出葡萄糖和胰蛋白酶两种物质，蔗糖是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，DNA的鉴定需要甲基绿或二苯胺。5．某些单子叶植物，如菠菜、鸢尾等的叶子内含有大量的还原糖，但这些植物的叶子不宜作鉴定还原糖的试验材料，缘由是()A．这些植物的叶片不易磨碎B．在研磨时糖类易被破坏C．叶片中的叶绿素颜色较深，会掩盖所发生的颜色反应D．叶片中光合作用的产物以淀粉的形式存在解析：选C鉴定还原糖试验材料的颜色应是白色或无色，而题干中的材料因含有叶绿素，颜色较深，易遮盖所发生的颜色反应。6．将小麦种子分别置于20℃和30℃培育箱中培育4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按图所示加入等量的提取液和蒸馏水，55℃水浴保温5分钟，马上在3支试管中加入等量的斐林试剂并加热2分钟，摇匀，观看试管中的颜色。结果是()A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色解析：选D20℃和30℃培育条件下相比较，30℃时产生淀粉酶量较多，相同条件下淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。下列有关图示的分析中，不正确的是()A．假如该图为组成细胞的化合物，则A中含有的元素为H、OB．假如该图表示的是组成细胞的化合物，则A是蛋白质C．如课该图表示的是组成活细胞的元素，则A是氧元素D．假如该图表示的是活细胞中的元素，则其中Mo的含量很少解析：选B由图可知，A含量最高。假如该图表示的是组成细胞的化合物，则A表示水，其组成元素是H、O，A项正确，B项错误。假如该图表示的是活细胞中的元素，则A是氧元素，C项正确。由于Mo是微量元素，所以在细胞中含量很少，D项正确。8．人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，消化吸取后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本缘由是()A．组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到B．在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同C．组成生物体细胞的基本元素是碳D．不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量有差异解析：选B生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界猎取各种物质来满足自身的需要，不管相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，因此不同生物间可进行物质转换。A、C、D项本身正确，但不符合题干要求。二、非选择题(共26分)9．(10分)地球上非生命物质是由百余种元素构成的，生物体内常见的元素约有20多种，试问：(1)构成生物体的主要元素有_________________________________________。(2)构成生物体的元素与自然 元素的关系是____________________________。(3)生物体内的元素和自然 元素的关系说明白_____________________________。(4)细胞内的各种化学元素主要以________形式构成细胞，它们相互结合，以________、________、________等具体结构形式共同构建细胞。解析：(1)C、H、O、N、P、S是构成生物体的主要元素。(2)、(3)是生物界与非生物界的关系：组成生物体的化学元素在自然界中都可以找到，这个事实说明生物界与非生物界具有统一性；生物界和非生物界又存在着本质的区分，组成生物体的化学元素，在生物体内和自然界中含量相差很大，即又有差异性。(4)细胞内的各种化学元素主要以化合物的形式存在，各种化合物再构建成细胞膜、细胞质、细胞核等具体结构，最终构建成细胞。答案：(1)C、H、O、N、P、S等(2)生物体内的元素没有一种是生物体特有的，都能在无机环境中找到，但各元素在生物体和无机环境中的含量差异很大(3)生物界与非生物界具有统一性和差异性(4)化合物细胞膜细胞质细胞核10．(16分)某校生物爱好小组设计两个试验：试验1：检测尿液中是否含有葡萄糖。试验2：证明血液中存在葡萄糖。试验用品：新取尿液样品、加有柠檬酸钠的鸡血、清水、试管、离心机、三脚架、大烧杯、火柴、酒精灯、石棉网等。回答下列问题：(1)在试验1过程中还需要一种试剂是________，所依据的试验原理是____________。(2)写出试验1可能的现象和结论。①现象________________，结论________________。②现象________________，结论________________。(3)试验2比试验1简单，结果不简洁推断，其缘由是_________________________。(4)写出试验2的试验步骤及观看到的现象。步骤：①取加有柠檬酸钠的鸡血5mL，用离心机离心，获得上清液。②取2mL上清液，加入____________，并温水浴加热。现象：____________________________________________________。解析：(1)检验葡萄糖的存在，可将待测液与斐林试剂温水浴加热，观看是否消灭砖红色沉淀。(2)尿液中可能含有葡萄糖，也可能没有，则对应的试验现象为消灭砖红色沉淀或不消灭砖红色沉淀。(3)证明血液中存在葡萄糖，不能直接把血液与斐林试剂温水浴加热，由于血液为红色，即使消灭砖红色沉淀，也不简洁观看。(4)血液离心后的上清液加入斐林试剂后，需水浴加热，才会消灭砖红色沉淀。答案：(1)斐林试剂葡萄糖是还原糖，与斐林试剂在温水浴加热条件下生成砖红色沉淀(2)①消灭砖红色沉淀说明尿液中含葡萄糖②不消灭砖红色沉淀说明尿液中无葡萄糖(3)血液呈红色，若直接用斐林试剂检验还原糖，则产生的颜色反应与血液颜色相近，而尿液的颜色不会干扰显色反应(4)②斐林试剂1mL有砖红色沉淀消灭一、氨基酸特点及其种类1．作用是组成蛋白质的基本单位。2．结构特点(1)主要元素组成：C、H、O、N。(2)结构通式：①写出字母所代表的结构：a.氨基，b.羧基。②a和b连接方式的特点是：都连接在同一个碳原子上。③各种氨基酸之间的区分在于R基不同。3．种类(1)分类依据：能否在人体内合成。(2)eq\a\vs4\al(种,类)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(必需氨基酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特点：必需从外界环境中直接猎取,种类：8种婴儿9种)),非必需氨基酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特点：人体细胞能够合成,种类：12种))))二、蛋白质的结构及其多样性1．蛋白质的结构层次2．脱水缩合的过程3．蛋白质结构多样性的缘由(1)氨基酸方面eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(种类不同,数目成百上千,排列挨次千变万化))(2)肽链方面eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(肽链的盘曲、折叠方式不同,空间结构千差万别))三、蛋白质的功能1．一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要担当者。2．蛋白质功能举例：功能举例构成细胞和生物体羽毛、肌肉、蛛丝、头发等催化作用绝大多数的酶运输作用血红蛋白(能运输氧气)信息传递作用胰岛素等蛋白质类激素免疫作用抗体(可抵挡抗原的侵害)一、氨基酸的结构特点1．教材问题探讨观看并分析教材P20[思考与探讨]给出的几种氨基酸结构，结合教材P21图2－3，争辩并沟通下列问题：(1)“组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”，你对“至少”是怎样理解的？提示：由于R基上也可能含有氨基或羧基。(2)推断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些？提示：构成蛋白质的氨基酸必需具备两个条件：①至少含有一个氨基和一个羧基；②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(3)试推断下列有机酸中，哪些是组成生物体内蛋白质的氨基酸？并说出推断理由。eq\a\vs4\al(推断：是；理由：具有一个氨基和一个羧基，且连接在同一,个碳原子上。)eq\a\vs4\al(推断：否；理由：虽然具有氨基和羧基，但没有连接在同一,个碳原子上。)(4)谷氨酸的R基为—C3H5O2，在一个谷氨酸中，碳和氧的原子数分别是多少？提示：碳和氧的原子数分别是5和4。2．推断下列说法是否正确(1)组成蛋白质的基本单位是氨基酸。(√)(2)全部氨基酸都能合成生物蛋白质。(×)(3)组成生物蛋白质的氨基酸只含有一个氨基和一个羧基。(×)二、蛋白质的结构1．教材问题探讨分析阅读教材P22内容并认真观看分析图2－5，沟通并回答下列问题：(1)假如把一个氨基酸比作一个同学，四个同学手牵手形成的3个“手结”就相当于肽键，如图所示：，那么10个氨基酸(同学)形成一条肽链时，脱掉几个水分子？假如是n个氨基酸形成m条肽链呢？提示：9个。n个氨基酸形成一条肽链时脱掉的水分子数是n－1；形成m条肽链时，脱掉的水分子数是n－m。(2)若20个氨基酸(同学)脱水缩合形成的是环状多肽(即首尾的两个同学手牵手形成环状)，试争辩此时氨基酸数与肽键数之间的数量关系。提示：环状多肽相当于肽链数为0，则此时氨基酸数＝肽键数。(3)若两个氨基酸的相对分子质量分别为a、b，则由这两个氨基酸形成的二肽其相对分子质量是多少？试总结蛋白质相对分子质量的计算公式。提示：①每形成一个肽键，即脱去一分子水，则相对分子质量削减18，二肽是由两个氨基酸分子脱去一个水分子形成的，相对分子质量为(a＋b－18)。②蛋白质的相对分子质量等于氨基酸相对分子质量总和减去失去的水分子的相对分子质量总和。2．推断下列说法是否正确(1)脱水缩合发生在相邻氨基酸的氨基和羧基之间，水中的H来自羧基和氨基，O来自羧基。(√)(2)氨基酸脱水缩合过程中形成的肽键数目与失去的水分子数相等。(√)(3)蛋白质的相对分子质量等于组成该蛋白质的全部氨基酸相对分子质量之和。(×)(4)氨基酸脱水缩合形成蛋白质时，N原子数目缩合前后不变。(√)三、蛋白质结构及功能的多样性1．问题分析蛋白质的结构具有多样性，据下列图示，试分析并说明造成其多样性的缘由(图示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽键)。(1)图示1：A链：—□—□—□—□—□—□—B链：—○—○—○—○—○—○—提示：氨基酸种类的不同。(2)图示2：A链：—□—□—□—□—□—B链：—□—□—□—□—提示：氨基酸数目的不同。(3)图示3：A链：—□—○—○—□—○—B链：—○—□—○—□—○—提示：氨基酸排列挨次的不同。(4)图示4：提示：肽链空间结构的不同。2．推断下列说法是否正确(1)蛋白质结构的多样性只打算于氨基酸的数目和种类。(×)(2)蛋白质分子结构的多样性打算其功能的多样性。(√)一、蛋白质的结构层次二、蛋白质合成过程中的相关计算1．相关公式：(1)蛋白质中的肽键数＝缩合产生的水分子数＝水解所需要的水分子数＝氨基酸数－肽链数。(2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸分子数×氨基酸平均相对分子质量－18×脱去的水分子数。2．假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链，则：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1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)[特殊提示]肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律(1)在一条肽链主链的两端分别是：—COOH和—NH2，侧链R基中—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。(2)对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。[例1]下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中的能够构成蛋白质的每个氨基酸缩合成多肽，请回答下列问题：(1)该多肽由________个氨基酸缩合而成，内含_____________________________个肽键，叫________肽。(2)该多肽中R基共有____种，④的R基是________。(3)该多肽中共有________个氨基和________个羧基。(4)该多肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比，削减了________。[解析](1)依据构成蛋白质氨基酸结构的共同特点，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，将6种物质中属于构成蛋白质氨基酸的选出来，其中②⑥不属于。将①③④⑤缩合形成四肽化合物。(2)依据氨基酸的结构通式，可知①的R基为—H，③的R基为—CH2—COOH，④的R基为—CH2OH，⑤的R基为—(CH2)4—NH2，因R基不参与脱水缩合，故形成的肽链中R基为4种。(3)据(2)分析R基中含有氨基的是⑤，含有羧基的是③，因R基不参与脱水缩合，故该肽链中氨基和羧基数量都为2。(4)该四肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比削减了54(4个氨基酸失去三分子水形成四肽)。[答案](1)43四(2)4—CH2OH(3)22(4)541．“一查二看法”推断氨基酸(1)“一查”：是否有氨基和羧基。(2)“二看”：看是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸。2．蛋白质形成过程中各元素的变化总结(1)氨基酸形成蛋白质的过程中，变化的元素：H、O，在此过程中脱去H2O而削减，还有一部分H因形成二硫键而削减。(2)不变的元素：C、N、S。[例2]朊病毒蛋白(PrP)有两种：一种是PrPc，一种是PrPsc。PrPeq\o(sc是由PrPc转变形成的,\s\do4(a,))，eq\o(它们的比较如表所示,\s\do4(b,))：朊病毒蛋白项目PrPcPrPsc空间结构螺旋为主折叠为主溶解度高低致病性不致病致病上述两种蛋白质eq\o(表现出不同性质的直接缘由,\s\do4(c,))是()A．构成蛋白质的氨基酸的排列挨次不同B．溶解度不同C．空间结构不同D．构成蛋白质的氨基酸的数目不同[研析]本题以新材料为背景，考查蛋白质结构多样性的缘由。解题过程如下：[审]——提取信息信息a：PrPsc是由PrPc转变形成的——推断两种蛋白质的肽链的氨基酸排列挨次和数目相同。信息b：PrPsc与PrPc的空间结构不同、溶解度不同、致病状况不同——即两种蛋白质性质不同，由此确定两种蛋白质表现不同性质的直接缘由是其空间结构不同。信息c：表现出不同性质的直接缘由——即两种蛋白质表现出结构和功能多样性的缘由，而不是根本缘由。[析]——解读信息解读a：蛋白质结构多样性的根本缘由是把握蛋白质基因的核苷酸排列挨次不同。解读b、c：蛋白质结构多样性的直接缘由是氨基酸的种类、数目、排列挨次及肽链的空间结构不同。[答案]C[课堂归纳][网络构建]④功能⑤免疫⑥信息传递⑦种类⑧排列挨次⑨空间结构[关键语句]1．氨基酸是组成蛋白质的基本单位。2．氨基酸的结构通式为eq\a\vs4\al(H2N)eq\a\vs4\al(C)Heq\a\vs4\al(COOH。)eq\a\vs4\al(R)3．每种氨基酸分子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．蛋白质中含有C、H、O、N等元素。5．蛋白质多样性的缘由：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列挨次不同及肽链形成的空间结构不同。6．蛋白质的功能：组成细胞和生物体、催化、运输、调整和免疫等。1．蚕丝被贴身温存、轻快透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述，正确的是()A．它的基本组成单位的通式为－CO－NH－B．它的形成过程中没有水产生C．蚕丝的基本组成单位是氨基酸D．它肯定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe解析：选C蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的，蚕丝蛋白中不肯定含有P、Fe元素。2．甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，它的分子式是()A．C5H11O2NSB．C3H7SC．C4H11O2SD．C5H10O2N3．如图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析不正确的是()A．这条肽链中的肽键数是2个B．构成肽链的氨基酸数目是2个C．合成蛋白质的生理过程称脱水缩合D．在合成该肽链时形成2个水分子解析：选B依据图示结构可知，该肽链中含有肽键(—NH—CO—)两个，说明该多肽是由三个氨基酸脱水缩合形成的，在此过程中形成了2分子水。4．蛋白质是细胞内的重要物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列关于蛋白质类物质与其功能的对应正确的是()A．胰岛素与调整B．抗体与催化C．唾液淀粉酶与催化蛋白质消化D．血红蛋白与免疫解析：选A胰岛素是蛋白质类激素，对生命活动具调整作用；抗体能与特异性的病毒结合并毁灭它们，属于免疫功能；唾液淀粉酶具有消化淀粉作用，不能催化蛋白质水解；血红蛋白存在于成熟的红细胞中，主要运输氧气。5．在同一草场，牛和羊吃同样的草料，但牛肉和羊肉的味道却不同，这是由于()A．同种植物对不同生物的影响不同B．牛和羊的消化力量不同C．牛和羊的蛋白质结构存在差异D．牛和羊的亲缘关系比较远解析：选C不同生物体由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有所差异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但蛋白质经消化后形成的氨基酸，在不同生物体内合成的蛋白质结构不同。6．图甲是某物质的结构通式，据图回答问题：eq\x(\a\al(,,,))乙(1)此类物质通称为________，它是构成________的基本单位。(2)生物体中此类物质约有________种，打算其种类的是通式中的________。若此物质中含有两个氨基，另外一个的位置应在________。(3)牛胰岛素是由51个此类物质组成的两条多肽链，共有________个肽键，两条肽链至少含有________个氨基和________个羧基，可分别表示为________和________。(4)当它与另一个同类分子结合时的方式称为________。形成的化学键叫________，可表示为________，反应后的产物是________。(5)某物质的R基若为—CH2—CO—CH3时，请在上面的图乙方框中写出此物质的结构简式。解析：生物界中的氨基酸约有20种，打算氨基酸种类的是其通式中的R基。构成蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸之间脱水缩合形成肽键，所以，两个氨基酸脱水缩合后的产物是二肽和水。若某蛋白质由一条肽链构成，其脱去的水分子数和肽键数为(n－1)个。牛胰岛素由两条肽链构成，其脱去的水分子数和形成的肽键数为n－2＝51－2＝49(个)。每条肽链的两端分别各含有一个氨基和一个羧基，所以若每个氨基酸的R基上不含有氨基或羧基，两条肽链至少就含有2个氨基和2个羧基。假如R基为—CH2—CO—CH3，则可将通式中的R基换成—CH2—CO—CH3即可。答案：(1)氨基酸蛋白质(2)20R基R基上(3)4922—NH2—COOH(4)脱水缩合肽键—NH—CO—二肽和水(时间：25分钟；满分：50分)一、选择题(每小题3分，共24分)1．假如一个氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基与羧基连在同一个碳原子上，那么，另一个氨基的位置是()A．与氨基端相连B．与羧基端相连C．和氢相连D．在R基上解析：选D连在氨基酸中心碳原子上的有一个氨基、一个羧基和一个氢原子，另一个侧链基团用R表示，明显另一个氨基只能在R基上。2．胰岛素是胰岛素原通过蛋白酶的水解作用而生成的，那么胰岛素原水解所需的水中的氢用于()A．形成—COOH和—SHB．形成—COOH和连接碳的—HC．形成—SH和—OHD．形成—NH2和—COOH解析：选D氨基酸脱水缩合形成多肽过程中，氨基脱氢，而羧基则脱去羟基，故水解过程中，一个水分子中的一个氢用于形成氨基，另一个氢和氧一起以羟基的形式用于形成羧基。3．某肽链由51个氨基酸组成，假如用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是()A．5、50、50B．9、42、42C．9、42、8D．8、42、42解析：选C由51个氨基酸组成的肽链，分解为9条肽链，由于每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，则短肽的氨基总数的最小值为9；这些短肽含有的肽键数为：1×(2－1)＋2×(5－1)＋3×(6－1)＋3×(7－1)＝42；分解成这些短肽所需的水分子数为：(51－1)－42＝8。4．两条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若每个氨基酸的平均相对分子质量为a，则两肽链之间相差的肽键数和相对分子质量分别是()A．19和19aB．19和19a－19×18C．20和20aD．20和20a－20×18解析：选D由360个氨基酸脱水缩合形成一条肽链时形成的肽键数是360－1＝359,380个氨基酸脱水缩合形成一条肽链时形成的肽键数是380－1＝379，二者之差是379－359＝20；相对分子质量之差是(380a－379×18)－(360a－359×18)＝20a－20×18。5．如图是某多肽化合物的示意图，下列有关该化合物的叙述不正确的是()A．氨基酸的种类主要由②、④、⑥、⑧打算B．③、⑤、⑦的形成与R基无关C．该多肽链游离的羧基多于游离的氨基D．该多肽链在形成过程中，相对分子质量削减了36解析：选D从题图可知，①是氨基，②、④、⑥、⑧是R基，③、⑤、⑦是肽键，⑨是羧基。该多肽链中游离的羧基有3个，游离的氨基有2个。由于该肽链有3个肽键，故在合成时失去3个水分子，相对分子质量削减了3×18＝54，所以D项错误。6．如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“▲、★、■、●”等表示不同种类的氨基酸，图中A链由21个氨基酸组成，B链由19个氨基酸组成，图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中，错误的是()A．形成该蛋白质分子时脱去38分子的水B．该蛋白质分子中至少含有两个羧基C．图中“－”表示肽键，可简写为CO－NHD．形成该蛋白质分子时相对分子质量削减了686解析：选C图中“－”代表肽键，表示为－CO－NH－；而在形成该蛋白质分子的过程中脱去38分子的水，同时形成一个二硫键，失去2个H，相对分子质量削减38×18＋2＝686；通过分析肽链分子的结构，不难发觉每条多肽链至少含有一个羧基(－COOH)和一个氨基(－NH2)。7．(江苏高考)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A．不同的蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B．有些结构不同的蛋白质具有相像的功能C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列挨次脱水缩合D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合解析：选D不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列挨次都不尽相同，A、C项正确；有些结构不同的蛋白质具有相像的功能，如血红蛋白和载体蛋白都具有运输作用，B项正确；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，D项错误。8．如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是()A．甲中确定含有S元素B．①过程会有水产生C．多肽中乙的数目等于丙的数目D．蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本缘由解析：选B甲为构成氨基酸的元素，可能含有S元素，也可能不含。①过程为脱水缩合过程，每形成1个肽键，就会有1分子水产生。环状肽中，乙的数目等于丙(肽键)的数目，但是链状肽中乙的数目不等于丙的数目。蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的直接缘由。二、非选择题(共26分)9．(10分)如图所示的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图完成有关问题。(1)它们结构的差别在于________________不同。(2)7种氨基酸通过________的方式形成一条肽链，此过程可形成________个肽键，脱去________个水分子，相对分子质量削减了________。(3)假如上述肽链原长度不变，转变其中的________，就可转变该肽链的性质。(4)若两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否肯定相同？_____，缘由是________________________________________________。解析：题目以不同的符号代表不同种类的氨基酸，将蛋白质结构这一抽象的学问形象化、直观化。构成自然 蛋白质的20种氨基酸均为α­氨基酸，它们有共同的结构通式，其中R基的不同是打算氨基酸种类的唯一因素。氨基酸分子通过脱水缩合形成肽链，相邻两个氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子，因此削减的相对分子质量为失去的水分子的相对分子质量之和。肽链中氨基酸的种类、数目、排列挨次的不同打算了蛋白质结构的不同，而不同的蛋白质分子的空间结构也各不相同，蛋白质分子结构的简单性打算了其功能的多样性。答案：(1)R基(2)脱水缩合66108(3)氨基酸的排列挨次(4)不肯定分别由相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子10．(16分)脑啡肽的合成接受的是蛋白质工程技术，这是生物技术在分子水平上的又一突破。请依据此化合物的结构分析回答：(1)该化合物中有________个氨基和________个羧基。(2)该化合物是由________个氨基酸失去________分子水而形成的，这种方式叫做________，该化合物叫______肽。在形成时，相对分子质量削减了________。(3)该化合物水解后可产生________种氨基酸，造成氨基酸种类不同的缘由是______________________。(4)现有质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(含淀粉酶)、质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶。请设计试验证明“脑啡肽是多肽”。①试验原理：在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。②方法步骤：_________________________________________________。③预期结果：__________________________________________________________。④试验结论：____________________________________________________。解析：该多肽含有4个肽键，是由5个氨基酸脱水缩合而成的，在形成多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量削减了4×18＝72。该多肽中有一个氨基和一个羧基；从结构上可以看出，左起其次个氨基酸的R基和第三个氨基酸的R基相同，应为同一种氨基酸，因此脑啡肽水解后产生4种氨基酸。脑啡肽是多肽，在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。在设计试验时应留意空白对比。答案：(1)11(2)54脱水缩合五72(3)4R基不同(4)②取2支试管分别编号A、B，在A中加入2mL脑啡肽液，在B中加入2mL清水；在2支试管中各加入1mL0.1g/mLNaOH溶液，振荡；在2支试管中各加入4滴0.01g/mL的CuSO4，振荡③A试管中消灭紫色，B试管中不消灭紫色④脑啡肽是一种多肽[学问归纳整合]1．链状肽(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＝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原子总数－脱去水分子数。(7)H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数(不考虑二硫键)。2.环状肽环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数目，如图所示。(Aa表示氨基酸)由图示可知：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。[强化针对训练]1．肽链在合成后，进一步形成蛋白质时需要进行加工，在加工时经常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。现有一条含100个氨基酸的肽链，其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基至少还有()A．0个B．1个C．2个D．14个解析：选B加工之前该肽链R基中含有游离的氨基13个，去掉16个氨基酸后形成的该多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，位置分别位于肽链两端。2．现有氨基酸100个，其中氨基总数为102个，羧基总数为101个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目是()A．101B．102C．103D．104解析：选D这个蛋白质分子中有98个肽键(每个肽键含有1个氧原子)，3个羧基(每个羧基含有2个氧原子)，故多肽中氧原子数目为98×1＋3×2＝104。3．现有氨基酸800个，其中氨基总数为810，羧基总数为808，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为()A．798、2和2B．798、12和10C．799、1和1D．799、11和9解析：选B800个氨基酸中有氨基810个和羧基808个，则说明10个氨基和8个羧基在R基中。800个氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质，其肽键数目＝800－2＝798，氨基数目＝10＋2＝12，羧基数目＝8＋2＝10。4．某蛋白质的结构示意图如下，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则每摩尔该蛋白质在形成时生成的水分子摩尔数和削减的相对分子质量分别为()A．m18mB．(m－4)18(m－4)C．(m－3)18(m－3)＋4D．(m－2)18(m－2)＋4解析：选D通过识图可知，含有3条肽链，其中一条是环状结构。对于环状结构来说，失水数等于氨基酸数。图中还有2个二硫键，所以还要失去4个H。(上海高考)某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(—S—S—)，若各氨基酸平均相对分子质量为125，则该蛋白质的相对分子质量约为()A．13278B．13286C．13294D．15500解析：选A蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×各氨基酸平均相对分子质量－(脱去水的分子质量＋脱去H的分子质量)＝124×125－(123×18＋2×4)＝13278。6．某致病细菌分泌的外毒素，为无色细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，甚至死亡。该外毒素为环状肽，结构式如图所示。请据图分析并回答问题：(1)该化合物中含有游离的氨基______个，羧基_______个。(2)该化合物是由________个氨基酸组成的，区分这些氨基酸的种类是依靠其结构中的________。(3)组成该化合物的氨基酸有________种，其中有________个氨基酸的R基相同，这个R基是________。(4)该化合物称为________肽化合物，含有________个肽键。(5)填写虚线框内结构的名称：A.________，B.______(从氨基酸结构通式的角度分析)。(6)该化合物具有8个氮原子，其中________个位于肽键上，________个位于R基上。(7)该化合物具有10个氧原子，其中________个位于肽键上，________个位于R基上。(8)该外毒素在环状肽形成过程中失去了________个水分子，相对分子质量削减了________。解析：解答第(1)～(5)小题可据图分析，该外毒素为环状七肽，具有7个肽键，由5种不同的氨基酸组成，其中有1种氨基酸消灭3次，其R基为－CH3。区分氨基酸的种类依靠其结构中的R基。该化合物没有游离的氨基和羧基。虚线框内结构A、B的名称依次是肽键和R基。解答第(6)、(7)小题可据图计数。每个肽键中各有1个氮原子和1个氧原子，7个肽键所含氮原子和氧原子均为7个，R基上的氮原子和氧原子分别为1个和3个。第(8)问，形成1条环状肽时，有多少个氨基酸参与缩合，即形成多少个肽键，脱掉多少个水分子。答案：(1)00(2)7R基(3)53－CH3(4)环状七7(5)肽键R基(6)71(7)73(8)7126一、核酸的种类和功能1．种类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1脱氧核糖核酸，简称DNA,2核糖核酸，简称RNA))2．功能(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。(2)核酸在生物体内的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。二、核酸的分子结构1．核酸的基本组成单位——核苷酸(1)元素组成：主要是C、H、O、N、P。(2)种类：依据五碳糖不同，分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸两种。(3)分子组成：2．核酸的组成核苷酸eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(脱氧核糖核苷酸\o(→,\s\up7(聚合))脱氧核苷酸链\o(→,\s\up7(2条))DNA,脱氧核糖核酸,核糖核苷酸\o(→,\s\up7(聚合))核糖核苷酸链\o(→,\s\up7(1条))RNA,核糖核酸))核酸3．核酸的信息贮存(1)绝大多数生物其遗传信息贮存在DNA分子中。(2)部分病毒的遗传信息直接贮存在RNA中。一、核酸在细胞中的分布阅读教材P26～P27试验内容，分析并沟通试验中几个问题：1．填表比较试验中下列操作的目的试验操作目的制片时使用0.9%生理盐水保持口腔上皮细胞的形态烘干时来回移动玻片防止玻片受热不均匀而裂开利用8%盐酸水解盐酸能够转变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分别，有利于DNA和染色剂结合利用蒸馏水缓水流冲洗冲洗掉载玻片上的盐酸染色使细胞中DNA、RNA着色，显示其在细胞中的分布位置2.该试验能否选用植物细胞、人成熟的红细胞作为试验材料？提示：可以选用植物细胞作为试验材料，但要留意选用无色的细胞，不适宜选用叶肉细胞。人的成熟红细胞没有细胞核，不能选用。二、核酸是由核苷酸连接而成的长链1．观看教材P28图2－8、2－9，回答下列问题(1)核酸由哪些化学元素组成？提示：C、H、O、N、P。(2)组成DNA和RNA的五碳糖和碱基有哪些区分？提示：组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基有A、T、G、C四种，特有碱基是T；组成RNA的五碳糖是核糖，碱基有A、U、G、C四种，特有碱基是U。(3)观看图2－9，连接相邻的两个核苷酸的化学键形成于哪两种组成成分之间？提示：磷酸与五碳糖。2．推断下列说法是否正确(1)病毒的遗传信息贮存在RNA中。(×)(2)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1。(√)(3)一切生物的DNA都是由两条核苷酸链构成的，RNA都是由一条核苷酸链构成的。(×)(4)全部生物体内都含有5种碱基、8种核苷酸、2种核酸。(×)3．将下列成分进行归类①脱氧核糖②磷酸③腺嘌呤④胸腺嘧啶⑤胞嘧啶⑥尿嘧啶⑦鸟嘌呤⑧核糖(1)组成DNA的成分有①②③④⑤⑦。(2)组成RNA的成分有②③⑤⑥⑦⑧。一、DNA与RNA的比较名称脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)元素组成C、H、O、N、P基本组成单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)化学组成五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)无机酸磷酸一般结构由两条脱氧核苷酸链构成由一条核糖核苷酸链构成存在主要在细胞核中主要在细胞质中[特殊提示](1)DNA或RNA作为遗传物质时，遗传信息就蕴含在脱氧核苷酸或核糖核苷酸的排列挨次中。(2)细胞生物的RNA虽然不是遗传物质，但可携带DNA传递的遗传信息。二、核酸分子的多样性和特异性1．多样性的缘由eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(4种核苷酸的数目成千上万,核苷酸排列挨次千变万化))eq\o(→,\s\up7(打算))核酸(DNA或RNA)分子具有多样性2．特异性的缘由每个核酸(DNA或RNA)中核苷酸(脱氧核苷酸或核糖核苷酸)的种类、数目和排列挨次是特定的，打算了每个核酸(DNA或RNA)分子具有特异性。三、细胞生物与病毒的遗传物质生物类别核酸种类遗传物质生物举例细胞生物DNA和RNADNA细菌、蓝藻、杨树、人等病毒只含DNADNAT2噬菌体等只含RNARNAHIV、SARS病毒等观看DNA与RNA在细胞中的分布1．试验原理(1)DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。(2)甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA的亲和力强，使DNA呈现绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA呈现红色。用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色，可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布。(3)盐酸能够转变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使DNA与蛋白质分别，利于DNA与染色剂结合。2．目的要求初步把握观看DNA和RNA在细胞中分布的方法。3．材料用具材料仪器试剂人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞烧杯、滴管、温度计、酒精灯、显微镜等质量分数为0.9%的NaCl溶液、质量分数为8%的盐酸、吡罗红甲基绿染色剂等4.方法步骤5．试验结论eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA主要分布在真核细胞的细胞核中,RNA主要分布于细胞质中))6．留意事项(1)制片：①用质量分数为0.9%的NaCl溶液而不是蒸馏水。缘由是保持口腔上皮细胞形态，细胞在蒸馏水中会吸水涨破。②取口腔上皮细胞时必需漱口。缘由是防止混杂食物碎屑。(2)水解：要留意把握水温(30℃)和保温时间(5min)，才能达到水解的目的。(3)冲洗：缓水流以防止细胞被水流冲走。(4)染色：①吡罗红甲基绿染色剂的配制要用蒸馏水。②吡罗红甲基绿染色剂是混合染色剂，要现配现用。③甲基绿与DNA的亲和力强，吡罗红与RNA的亲和力强。[例1]如图是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图，相关叙述正确的是()A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、CB．若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸C．构成人体的遗传物质的b共有8种，a有2种，m有5种D．在HIV和SARS病毒中共可检测到2种a,5种m,8种b[研析]本题主要考查核苷酸的种类和名称，具体分析如下：[审]——提取信息信息①：题干中图示结构b为核苷酸，是组成核酸(DNA和RNA)的基本组成单位，其中a表示五碳糖，m表示含氮碱基。信息②：a包括核糖、脱氧核糖2种，m有A、T、C、G、U5种，b的种类共有8种。[析]——解读信息解读①：若a为核糖，则b为核糖核苷酸，m有A、U、G、C4种。解读②：若m为鸟嘌呤，而a可以是核糖或脱氧核糖，则b为鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸。解读③：人的遗传物质为DNA，b有4种，m有4种，a有1种；HIV和SARS病毒均为RNA病毒，因此可以检测到1种a,4种m,4种b。[联]——联系基础(1)明确构成不同核酸的核苷酸的种类。(2)明确不同核苷酸中五碳糖和碱基的差异。(3)精确     推断常见生物体内核酸和遗传物质的种类。[答案]B推断某一核酸分子是DNA还是RNA的方法(1)依据五碳糖种类推断：若该核酸分子含有脱氧核糖，则肯定是DNA分子；若含有核糖，则是RNA分子。(2)依据碱基种类推断：该核酸分子若含有碱基T，则肯定是DNA；若含有碱基U，则肯定是RNA。[例2]DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要用途。刑侦人员将从案发觉场得到的血液、头发样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较就可能为案件的侦破供应证据。(1)DNA侦破的精确     率格外高，缘由是绝大多数的生物，其遗传信息储存在________中，而且每个个体DNA的________各有特点。(2)DNA是由脱氧核苷酸连接成的长链，是细胞内携带________________________的物质，它的信息量格外大，缘由是____________________________________________。(3)核酸包括________和________，其基本组成单位分别是________和________。[解析]全部具有细胞结构的生物其遗传物质都是DNA，每个个体各不相同的根本缘由是所含有的遗传信息不同，即DNA不同，这些DNA不同的缘由是脱氧核苷酸的排列挨次不同。[答案](1)DNA脱氧核苷酸序列(2)遗传信息组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但数量不限，排列挨次极其多样化(3)DNARNA脱氧核苷酸核糖核苷酸核酸种类及其单位的记忆——前缀法(1)核酸的种类打算于组成中的五碳糖种类，因此核酸的名称前加上所含有的五碳糖种类即为核酸种类。如：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脱氧核糖＋核酸→脱氧核糖核酸DNA,核糖＋核酸→核糖核酸RNA))(2)组成核酸的核苷酸的名称：碱基名称＋五碳糖＋核苷酸。如：“腺嘌呤＋脱氧核糖＋核苷酸”，则读为：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。[课堂归纳][网络构建]填充：①五碳糖②磷酸③碱基④遗传信息⑤蛋白质⑥DNA⑦RNA[关键语句]1．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质合成中具有重要作用。2．真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少量分布于线粒体和叶绿体中，RNA主要分布在细胞质中。3．核酸的基本单位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。4．DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基。5．甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。6．盐酸能转变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；也能使染色质中的DNA与蛋白质分别，利于DNA与染色剂结合。1．组成DNA结构的基本成分是()①核糖②脱氧核糖③磷酸④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶⑤胸腺嘧啶⑥尿嘧啶A．①③④⑤B．①②④⑤C．②③④⑤D．②③④⑥解析：选C脱氧核苷酸是组成DNA的基本单位，它是由五碳糖(脱氧核糖)、磷酸和四种含氮碱基组成的，这四种含氮碱基分别是A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。如图表示某种大分子物质的基本单位，关于它的叙述中错误的是()A．该物质是核糖核苷酸B．该物质含有C、H、O、N、P等元素C．该物质聚合形成的大分子物质是RNA，它只分布在细胞质中D．在T2噬菌体中找不到这种物质解析：选C依据五碳糖是核糖及图中所示元素推断，A、B项正确。RNA可以分布在细胞质的线粒体和叶绿体中，细胞核中也有少量分布，C项错误。由于T2噬菌体为DNA病毒，D项正确。3．观看用甲基绿吡罗红染色剂染过的蟾蜍血涂片，可看到绿色主要集中在()A．叶绿体和线粒体B．细胞质C．细胞核D．内质网解析：选C甲基绿易与DNA分子结合，使DNA显绿色，而DNA主要分布在细胞核中。叶绿体和线粒体中只有少量的DNA，且蟾蜍血细胞中没有叶绿体。4．在下列所示的核苷酸中，DNA不行能具有的是()解析：选B组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，有四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸，没有尿嘧啶核糖核苷酸。5．如图是核酸片段图示，据图回答下列有关问题：(1)DNA大多是由________条________链构成，RNA通常是由________条________链构成。(2)若图中为脱氧核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是________；图中①是________，②是________，③是________，④是________。(3)若图中为核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是________。图中②是________，④是________。(4)核酸分子的多样性由_____________________________________________打算，蛋白质分子的多样性由________________________________________________打算。解析：从碱基组成上看，组成DNA的碱基有A、G、C、T四种，组成RNA的碱基有A、G、C、U四种。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一个脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖、一分子磷酸组成；绝大多数DNA由两条脱氧核苷酸链构成；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，一个核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。核酸分子的多样性由核苷酸的种类、数目和排列挨次三个因素打算，而蛋白质分子的多样性由氨基酸的种类、数目、排列挨次和蛋白质的空间结构四个因素打算。答案：(1)两脱氧核苷酸一核糖核苷酸(2)T磷酸脱氧核糖腺嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸(3)U核糖鸟嘌呤核糖核苷酸(4)核苷酸的种类、数目和排列挨次氨基酸的种类、数目、排列挨次和蛋白质的空间结构(时间：25分钟；满分：50分)一、选择题(每小题3分，共24分)1．下列有关遗传信息携带者——核酸的说法正确的是()A．“观看DNA和RNA在细胞中的分布”试验中的步骤：制作涂片→水解冲洗→染液染色→酒精速浸→晾干B．在“观看DN