第二章组成细胞的分子2012

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名称 第二章组成细胞的分子2012
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科目 生物学
更新时间 2012-12-18 11:21:40

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课件65张PPT。第二章组成细胞的分子 解析2012必修1分子和细胞知识网络第1节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素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。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 生物界和非生物界的统一性和差异性第5节 细胞中的无机物一、水的含量、分类及生理作用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。
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。
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↓。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。
渗透压的平衡、酸碱平衡、离子平衡。
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。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质的实验实验原理: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。还原糖?分子结构中含有还原性基团(如游离醛基`半缩醛羟基或游离羰基)的糖,叫还原糖。包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、木糖...
中学生物课本中出现的糖中,所有的单糖都是还原糖,所有的多糖都不是还原糖,大部分二糖(除蔗糖)都是还原糖。
(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。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第2节生命活动主要承担者---蛋白质蛋白质的功能
氨基酸的种类和结构
蛋白质结构
蛋白质种类和结构多样性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)通式氨基酸脱水缩合成肽蛋白质与多肽的区别组成元素C、H、O、N(P、S)导致氨基酸种类:20种 必需氨基酸:8种
非必需氨基酸:12种通式:CHCH2NOHOR特点:至少有一个-NH2和一个-COOH连在同一个C原子上脱水缩合多肽组成蛋白质的氨基酸不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同折叠盘旋蛋白质结构多样性功能多样性构成生物体,如结构蛋白
运输作用,如血红蛋白
催化作用,如酶
调节作用,如胰岛素
免疫作用,如抗体导致导致(2009上海春季,48)蛋白质是由氨基酸通过肽键形成的大分子化合物,一个氨基酸分子中的氨基和另一个氨基酸分子中的羧基脱去一个水分子缩合形成肽键。蛋白质分子结构示意图如下:

其中用虚线框出的甲、乙、丙的名称依次为
A.氨基、肽键、羧基 B.羧基、肽键、氨基
C.肽键、氨基、羧基 D.氨基、羧基、肽键例题解析能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是( D )
①氨基酸 ②C、H、O、N等化学元素 
③氨基酸分子相互结合 ④多肽 ⑤肽链 
⑥形成具有一定空间结构的蛋白质分子
A.①②③④⑤⑥ B.②①④③⑥⑤
C.②①④③⑤⑥ D.②①③④⑤⑥
解析:蛋白质的结构层次是:元素→氨基酸→多肽→肽链→蛋白质。
例题解析【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181 B. 340和281 C. 58和53 D. 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例题解析例析某病菌外毒素为环状肽(结构式见图)分析回答:
1.该化合物含游离氨基?个, 游离羧基?个
2.该化合物由 ?个氨基酸缩合而成,
3.组成该物质的氨基酸有 ? 种,R基相同的氨基酸是?
4.该化合物为?肽,含有?个肽键。 某三十九肽被酶作用后得到了4条多肽链和4个丙氨酸,如图(图中数字为氨基酸序号)。请据此判断以下叙述正确的是
A.组成该三十九肽的氨基酸一定有20种
B.合成该三十九肽时,至少需要117个密码子
C.得到的4条肽链比该三十九肽少了8个肽键
D.得到的4条肽链比该三十九肽多了3个氨基和3个羧基
解析:A错误,组成蛋白质的氨基酸一共约有20种,所以组成该三十九肽的氨基酸最多有20种;B错误,一种密码子只能决定一种氨基酸,所以合成该三十九肽最多需要密码子39个;C错误,肽键数=氨基酸数-肽链数,得到的4条肽链比该三十九肽少了7个肽键;D正确,每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基,所以4条肽链比该三十九肽多了3个氨基和3个羧基。例题解析.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( C )
A.A中肯定含有S元素
B.多肽中B的数目等于C的数目
C.①过程都是在核糖体上完成的
D.蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因
解析:题图中组成蛋白质的元素A主要是C、H、O、N,可能含有S。B是氨基酸,C是肽键;氨基酸的数目等于肽键的数目+肽链的数目;蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的直接原因。①过程是脱水缩合,在核糖体上完成。例题解析(2009上海生命科学,15)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-m B.n-2m C.n+m D.n+2m例题解析【答案】C。
【解析】在不考虑R基上有无氧原子时,一条多肽链上有“1(肽键中)+2(羧基中)”个氧原子,则m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中有氧原子个数为“(n-m)+2m=n+m”个。氨基酸数、肽键数、失去水分子数及多肽的相对分子质量间关系解题技巧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=肽键数+R基中含有的氨基或羧基数。
3.蛋白质中含有N、O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。
4.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
蛋白质多样性假若有A、B、C三种氨基酸,由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析:
①A、B、C三种氨基酸,在每种氨基酸数目无限的情况下,可形成肽类化合物的种类:
②A、B、C三种氨基酸,且在每种氨基酸只有一个的情况下,可形成肽类化合物的种类:
规律总结:氨基酸的排列与多肽的种类计算:一、核酸的基本组成单位是核苷酸,第3节 遗传信息的携带者——核酸核苷酸种类和结构特殊核苷酸——ATP核苷酸的连接→核苷酸链核酸空间结构二、核酸的分类、结构和功能三、不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况四、核酸鉴别和鉴定蛋白质与核酸的比较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)。
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为脱氧核酸例题解析2.(2010年江苏卷)下列关于核酸的叙述中,正确的是
A.DNA和RNA中的五碳糖相同
B.组成DNA与ATP的元素种类不同
C.T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中
D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数
解析:A项中DNA含的五碳糖是脱氧核糖、RNA含的五碳糖是核糖;B项组成DNA和ATP的元素种类都是C、H、O、N、P;C项T2噬菌体的遗传信息应是贮存在DNA中;D项DNA中因A与T配对、G与C配对,故双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。
染色剂 使其呈绿色,可显示DNA的分布脱氧核苷酸(五碳糖是脱氧核糖,碱基是A、G、C、 )核
酸种类脱氧核糖核酸(简称 ),是绝大多数生物的遗传物质核糖核酸(简称RNA),是某些病毒(如HIV、SARS病毒)的遗传物质分布DNA主要分布在 线粒体、叶绿体内也含少量DNA原核细胞的DNA位于 .RNA:主要分布于 ,可用吡罗红染色剂,使其呈 色基本单位(核苷酸)组成:一分子含氮碱基、一分子磷酸、一分子 分类核糖核苷酸(五碳糖是核糖,碱基是A、G、C、 )结构DNA:两条脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构RNA:一条核糖核苷酸长链是细胞内携带 的物质,在生物的 和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用遗传、变异遗传信息UT五碳糖红细胞质甲基绿拟核细胞核DNA第4节 细胞中的糖类和脂质糖种类和作用脂质的分类及作用1. 单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖,可用斐林试剂鉴定,多糖不具有还原性。
2. 多糖中的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,主要由肽聚糖构成的。因此,能否被纤维素酶除去细胞壁,是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。
3. 糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成,氧化分解产生CO2、H2O,同时释放能量。但脂肪中氢的含量远高于糖类,所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的2倍多。
4. 能源物质的种类
(1)细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能,都可以氧化分解为生命活动供能,产物中都有CO2、H2O。
(2)三大能源物质的供能顺序为:糖类—脂肪—蛋白质,这是由它们的生理功能决定的。
(3)主要的能源物质:糖类,为生物体提供所需能量的70%以上。
(4)主要的储能物质:脂肪,含能量高。其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。
(5)直接的能源物质:ATP。1.(2010年海南卷)下列关于糖的叙述,正确的是( A )
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
解析:糖类分还原糖和非还原糖,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。纤维素是由葡萄糖为单体组成的大分子多糖,C错。乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成,需水解成单糖后被吸收,D错。
例题解析 2.(2009年江苏卷)下列关于细胞内化合物的叙述,正确
的 是( A )
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:本题考查细胞内化合物的结构知识。A项中ATP中的五碳糖为核糖,因此它脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一;B项中需注意“糖原代谢的最终产物”应该是二氧化碳和水;C项中的乳糖水解产物还有半乳糖;D项中的生长激素对生命活动起调节作用,不是生物体内的能源物质。
3.如图表示糖类的化学组成和种类,则相关叙述正确的是( D )
A.①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解
B.葡萄糖、蔗糖在加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C.④、⑤分别为纤维素、肌糖原,二者均贮存能量,可作为贮能物质
D.④是植物细胞壁的主要成分,使用纤维素酶可将其破坏,④的合成与高尔基体有关
解析:图示中①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,其中单糖不能继续水解;蔗糖不属还原糖;纤维素不属贮能物质,用纤维素酶可破坏植物细胞壁。生物大分子的组成特点及多样性的原因5.(2009广东生物,6)对下表中所列待测物质的检测,所选用的试剂及预期结果都正确的是
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④例题解析(2008山东理综,1)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;若加入斐林试剂并加热,出现砖红色。该成分是
A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白【答案】C。
【解析】蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,还原糖与斐林试剂在加热情况下出现砖红色;细胞膜由蛋白质、脂质、糖类组成;细胞膜上的糖以糖蛋白和糖脂的形式存在。4.下列关于①~⑨物质与结构在各种生物中的存在的叙述,不正确的是( D )
①核酸 ②蛋白质 ③中心体 ④叶绿体⑤线粒体⑥核膜 ⑦核糖体 ⑧细胞膜 ⑨细胞壁
A.①、②在噬菌体、大肠杆菌、衣藻、草履虫体内都
存在
B.⑦、⑧、⑨在大肠杆菌和衣藻体内都存在
C.①~⑨在衣藻体内都存在
D.①~⑨中除③、④、⑨以外,其余的在衣藻和草履虫体内都存在
解析:核酸和蛋白质是生命体的基本组成物质,在噬菌体、大肠杆菌、衣藻、草履虫体内都存在;草履虫无叶绿体,故D不正确。
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