ZK生 物必修1
第一章 细胞的分子组成
第一章 细胞的分子组成第一节分子和离子(选学)
第二节无机物(含前言)
(教师用书独具)
●课标要求
说出水和无机盐的作用
●课标解读
1.说出生物的基本特征。
2.说出组成细胞的主要元素。
3.说出水在细胞中的作用。
4.概述无机盐的存在形式及生理作用。
●教学地位
从课程编排的角度上看,它是学生进入高中学 ( http: / / www.21cnjy.com )习的第一课,担负着初高中相互衔接、承上启下的重要任务,即绪论课如何使学生产生对本模块的学习,甚至整个高中生物课的学习兴趣,是本节要解决的首要目标。
●教法指导
“第二节 无机物”的教学重点和难点是水及无 ( http: / / www.21cnjy.com )机盐在细胞中的生理作用,由于学生对于水并不陌生,教师可引导学生根据他们已有的知识和生活经验,以实例来说明生命活动离不开水,然后教师从学生所举的实例引入水在细胞中的作用,在学习无机盐的作用时,可以结合具体实例来分析讨论。
(教师用书独具)
●新课导入建议
俗语说菜无盐不香,长期不吃盐会引起食欲不振 ( http: / / www.21cnjy.com ),全身乏力,所以吃饭多加盐。但吃盐过多会引起血压升高,增加心脏负担。特别高血压患者应少吃为宜。另外,吃盐过多还会引起胃癌,因高浓度食盐可破坏胃粘膜;易患感冒;多吃盐还引起骨质疏松等。
●教学流程设计
学生课前预习:阅读前言及教 ( http: / / www.21cnjy.com )材P1-6,填写【课前自主导学】,完成“思考交流1、2”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】引出本章和本节课题。 步骤2:通过多媒体分析生物的基本特征,通过【课堂互动探究】探究1归纳总结,以例1分析提高。 步骤3:通过教材P2的 “资料”总结及【课堂互动探究】探究2总结规律。以例2分析提高。
步骤7:引导学生以小组合作形式总结本课 ( http: / / www.21cnjy.com )时重要知识点并以网络图形式呈现,互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】 步骤6:完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。 步骤5:【课堂互动探究】探究4的材料让学生总结无机盐在生物体内的含量及生理作用特点。通过例2分析提高。 步骤4:通过学习课文中“水在细胞内的含量”和“水在细胞内的作用”,让学生认识水在细胞内的作用,通过【课堂互动探究】探究3总结规律,以例3分析提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出生物的基本特征。
2.说出组成细胞的主要元素。
3.说出水在细胞中的作用。 1.生物的基本特征。(难点)
4.概述无机盐的存在形式及生理作用。 2.水在细胞中的作用。(重点)
(对应学生用书第1页)
生物的基本特征
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的产物构成的。
2.相同的化学成分:一般细胞的主要成分都是水,此外,还有四类有机大分子,即糖类、蛋白质、核酸和脂质。
3.新陈代谢:所有的活细胞都不断地 ( http: / / www.21cnjy.com )进行着两类化学反应,一类是将从外界获得的营养物质转化为细胞的组成成分;另一类是将生物体内的营养物质分解,以获得细胞活动所需的能量。
4.稳态:生物都在不断地与外界进行物质和能量的交换,然而又保持着内部的稳定状态。
5.应激性:所有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。
6.生殖与遗传:生物在生长发育的基础上都能生殖后代。这既是自身的复制,也是生命组织的复制。
7.进化:生物在历史发展过程中,通过遗传、变异和自然选择逐渐演变,适应周围环境。
1.生命的什么特征保持生命的连续性?什么特征保持生命的性状稳定性?
【提示】 生物的生殖;生物的遗传性。
元素
1.元素与生物体
元素的原子 分子 细胞 生物体
2.细胞的主要元素:O、C、H、N。
细胞中的物质分类
1.种类
无机物和有机物。
2.无机物
通常指不含碳元素的化合物,也包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等简单的含碳化合物。
3.细胞内的无机物
含量最多的是水,无机盐含量不高,但十分重要。
水
1.含量
一般为60%~90%,特殊情况下可能超过90%(如水母可达97%)。
2.作用
(1)作为溶剂。水在生物体内溶有多种生物必需的溶质。
(2)是生物体内物质运输的主要介质。
3.水对温度的调节
(1)每个水分子中的氧原子可以形成两个氢键,一个水分子可与4个水分子相连,这就是水分子的缔合。
(2)温度升高时,水分蒸发,破坏水分子间的氢键,需要吸收大量的热;温度降低时,水分子间形成较多的氢键,释放大量的热。
1.细胞中含量最多的物质是水。(√)
2.面粉中的虫子不需要水,故能在面粉中生活。(×)
【提示】 虫子代谢可以产生水供其生命活动的需要。
3.细胞内含量高的化合物一定是水。(×)
【提示】 干种子细胞内含量最高的化合物是蛋白质。
无机盐
1.含量
约占1%~1.5%。
2.存在形式
多数以离子的形式存在。
3.作用
(1)某些化合物的重要组成成分。如:
Mg2+叶绿素;
Fe2+血红蛋白。
(2)维持生物体的正常生命活动,包括:①维持血浆的正常浓度;②维持酸碱平衡;③维持神经肌肉的兴奋性等。
2.钙对人体很重要,但补钙时应注意什么呢?
【提示】 补钙应适量。钙不足会引起儿童的软骨病,老年人易患骨质疏松症,但过多的血钙会引起人体肌无力。
(对应学生用书第2页)
生物基本特征的归纳
【问题导思】
①病毒是生物吗?
②生物都有哪些特征?
1.注意辨别以下几组概念
组别 名称 区别 联系
① 生长 生物体由小变大,细胞数由少变多,细胞体积由小变大 同时进行,密切联系
发育 个体或组织器官由未成熟到成熟
② 应激性 对机体内、外刺激作出反应 应激性往往会演变成适应性
适应性 适应某种环境而生存
③ 生殖 生物繁殖后代的方法 遗传通过生殖来实现
遗传 子代继承了亲代的特征
2.生物基本特征的关系
判断生物与非生物
1.可根据生物都具有新陈代谢来判断。
2.病毒等生物的新陈代谢不明显,要依据生殖现象进行判断。
3.另外,具有细胞结构、动物能运动等特征也是进行判断的依据。
(2013·丽水高一期中)下列有关新陈代谢的说法正确的是( )
A.有的石头正在形成,有的石头正在消失,因此石头也有新陈代谢
B.生物的新陈代谢,是先进行物质的合成,后进行物质的分解
C.新陈代谢停止时,生物的生殖、遗传和变异可以不受影响
D.新陈代谢是生物的最根本的特征
【思维导图】
【精讲精析】 新陈代谢作为生物最根 ( http: / / www.21cnjy.com )本的特征,是其他特征(如生长发育、生殖、遗传以及应激性等)存在的基础。新陈代谢包括两个过程,一是吸收外界物质合成自身物质;二是将自身的物质分解释放出能量供自身利用。两个过程同时进行,不可分割。石头的风化只是无机物发生的化学变化,并没有释放出可供石头利用的能量。
【答案】 D
1.取一干净的载玻片(如图所示),在左边滴一 ( http: / / www.21cnjy.com )滴清水,在右边滴一滴含草履虫的培养液,然后用玻璃棒将两液滴连通起来,一段时间后,发现草履虫大多聚集在右边;若再在右边液滴边缘放几粒食盐。试回答下列问题:
(1)草履虫最可能的运动方向是_________________,
这种现象的存在对生物个体生存的意义是__________。
(2)草履虫完成这一反应的结构基础是____________。
(3)若将上述有草履虫的装 ( http: / / www.21cnjy.com )片置于酒精灯上加热,使其死亡,再在显微镜下观察,能否看到草履虫的摄食、分裂现象?___________________________________________。
【解析】 生物体具有应激 ( http: / / www.21cnjy.com )性的特点,对于各种不利的刺激能够逃避,从而利于自身的生存。而死的生物体就不具有生物体的一些基本特征。生物体的结构基础是细胞。
【答案】 (1)向清水一侧移动 有利于生物逃避不利刺激,趋向有利刺激,利于生物个体的生存 (2)细胞
(3)不能
组成细胞的元素
【问题导思】
①细胞中含量最多的元素是什么?
②生物界与非生物界的元素组成有什么异同?
1.细胞中各元素的含量
细胞中常见的化学元素有20多种,占细胞干重和鲜重的比例如下图:
(干重) (鲜重)
2.生物界与非生物界的统一性和差异性
(1)生物界与非生物界具有统一性:组成细胞的化学元素,在无机自然界中都可以找到,没有一种化学元素为细胞所特有。
(2)生物界与非生物界具有差异性:生物与非生物相比,各种元素的相对含量又大不相同。
下列有关化学元素的叙述,正确的是( )
A.组成生物体最基本元素为O
B.人、动物和植物所含的化学元素的种类差异很大
C.组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D.不同的化学元素在生物体中的含量与在无机自然界中的含量相似
【审题导析】 解答本题可以从以下两点入手:
(1)生物体的基本组成元素是C。
(2)组成细胞的化学元素,在无机自然界中都可以找到,没有一种化学元素为细胞所特有。
【精讲精析】 生物体中最基本元素是C, ( http: / / www.21cnjy.com )而不是O,不同生物体所含的化学元素的种类相似,化学元素在生物体中的含量与在无机自然界中的含量有较大的差异。
【答案】 C
生物界与非生物界的统一性是从“元素的种类”看;生物界与非生物界的差异性是从“元素的含量”看。
2.(2012·浙江高一调研)右图为细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的组成成分(百分比)。如果该图表示组成细胞的各种化学元素,则A应该是________________________________________________________________________。
如果该图表示组成细胞的各种化合物,则A应该是____;
如果该图是已经完全脱水后的细胞,则A应该是____。
【解析】 从组成细胞的元素、化合物 ( http: / / www.21cnjy.com )的种类含量的识记角度考查,应加强基础知识的识记与熟练程度。组成细胞的化学元素中氧元素含量最多(占细胞鲜重百分比),达到65%;组成细胞的化合物中,水分含量最多,达到85%~90%;而组成细胞的化合物中,蛋白质占鲜重的7%~10%,干重的50%以上。
【答案】 氧元素 水 蛋白质
细胞内含量最多的化合物——水
【问题导思】
①水分子有什么性质?
②水在生物体内有什么作用?
1.水分子性质
极性分子。形成水分子时氧和氢通过共用电子 ( http: / / www.21cnjy.com )形成共价键而连接在一起。但共用电子距离氧原子近些,使氧原子略带负电性,氢略带正电性。这样水便成为极性分子。
2.水的作用
(1)作为溶剂。生物体中许多营养物质和废物都易溶于水,因此水是生物体内物质运输的主要介质。
(2)参与生物化学反应。水在生物体内可以参加多种化学反应,如光合作用。
(3)为细胞生活提供液体环境。
(4)参与体温调节。当温度升高时,水 ( http: / / www.21cnjy.com )分子运动加快(甚至变成水蒸气),氢键断裂,氢键断裂时吸收大量热,能降低体温;当温度降低时,水分子之间形成氢键,释放较多的热量,使细胞内的温度变化比较缓和。
生物体中水的含量一般为60%~90%。下列选项中有关水的说法正确的是( )
A.水为非极性分子
B.水分可以贮存能量
C.没有水,人体内许多生化反应根本不会发生
D.人体中的细胞全部浸润在水溶液中
【审题导析】 解答本题应熟悉掌握水是极性分子;水是生物体内的良好溶剂等。
【精讲精析】 本题主要考查水的特性及生理作用。水不是能源物质,水是极性分子,是细胞内代谢的介质。没有水,体内许多化学反应不能进行。
【答案】 C
3.(2013·杭州高一期末)下列有关水的叙述中错误的是
( )
①参与运输营养物质和代谢废物
②生物体内化学反应离不开水
③水是细胞结构的组成成分之一
④水的比例与新陈代谢的强弱关系不大
⑤不同细胞内水的比例相差不大
A.①④⑤ B.①④⑤
C.④⑤ D.②③④⑤
【解析】 水是细胞内各种化学反应进行的 ( http: / / www.21cnjy.com )介质,也可参与化学反应,水能溶解、运输营养物质和代谢废物;水含量增多,为细胞内各种反应提供了充足的条件,代谢就旺盛;不同细胞内水的比例相差很大。
【答案】 C
细胞中的无机盐及其生理作用
【问题导思】
①无机盐在细胞中以什么形式存在?
②无机盐在细胞中有什么生理作用?
1.无机盐在细胞中的含量
很少,占细胞鲜重的1%~1.5%。
2.无机盐在细胞中的存在形式
(1)大多数无机盐以离子的形式存在。如Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Cl-、SO、PO、HCO等。
(2)少量的无机盐与其他化合物结合。如Fe2+是构成血红蛋白的必要成分。
3.无机盐在细胞中的生理作用
(1)细胞内复杂化合物的重要组成成分
(2)维持细胞和生物体的生命活动
(2013·金华高一测试)医生常给脱水病人注射质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)。因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而胀破;在浓盐水中会因失水过多而皱缩,从而失去输送氧气的功能。这说明( )
A.水分子容易进出细胞
B.无机盐离子容易进出细胞
C.是细胞的特性造成的
D.无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用
【审题导思】 理解无机盐在维持渗透压方面的作用,当渗透压不正常时就会影响细胞的形态和功能。
【精讲精析】 0.9%的生理盐 ( http: / / www.21cnjy.com )水与血浆是等渗溶液,红细胞只有在等渗溶液中才能维持正常形态和功能,小于或大于这个浓度,红细胞正常形态不能维持,则失去相应的功能。
【答案】 D
植物必需无机盐的实验验证
对照组:正常植物+完全培养液→正常生长
实验组:正常植物+缺X完全培养液→
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
生物生物的基本特征以细胞为基本单位相同的化学成分新陈代谢稳态应激性生殖与遗传进化组成细胞的元素化合物有机物无机物无机盐复杂
化合物生命
活动水反应介质参与反应运输物质良好溶剂
结 论 语 句
1.生物的基本特征是:(1)以细胞为基 ( http: / / www.21cnjy.com )本单位;(2)相同的化学成分;(3)新陈代谢;(4)稳态;(5)应激性;(6)生殖与遗传;(7)进化。
2.细胞含有的主要元素是O、C、H、N等,元素的原子通过共价键或离子键构成分子,分子再构成细胞。
3.细胞中含量最多的物质是水,水可作为溶剂,是生物体内物质运输的主要介质。
4.细胞内大多数无机盐以离子形式存在。
5.无机盐离子对于维持血浆的正常浓度,酸碱平衡和神经肌肉的兴奋性非常重要。
(对应学生用书第5页)
1.有一种来自非洲的“跳舞草”,当它听到优美、欢乐的乐曲时就会跳起舞来,生物的这种现象被称为( )
A.遗传性 B.变异性
C.应激性 D.稳态
【解析】 “跳舞草”跳舞是对“乐曲”这种刺激的规律性反应,属于应激性。
【答案】 C
2.(2013·衢州高一检测)生物区别于非生物的最本质的特征是( )
A.能通过生殖发育传递遗传物质给后代
B.通过新陈代谢进行自我更新
C.通过应激性对外界刺激发生反应
D.都具有共同的物质和结构基础
【解析】 新陈代谢是生物体与非生物体最本质的区别,其他的特征都是建立在新陈代谢的基础上的,新陈代谢的停止就意味着生命的结束。
【答案】 B
3.生物学研究生命现象的两种基本方法是( )
A.观察和统计 B.观察和实验
C.实验和假说 D.假说和演绎
【解析】 生物学家在研究生物学问题时最常用的两种方法是:观察和实验。
【答案】 B
4.(2012·杭州高一检测)酷暑季节,室外作业的工人应多喝( )
A.盐汽水 B.核酸型的饮料
C.蛋白质饮料 D.纯净水
【解析】 酷暑季节,室外作业的工人因出汗而流失大量的盐,应补充盐和水。
【答案】 A
5.南欧紫荆是一种耐碱抗寒的绿化植物,其细胞液的浓度很高,以利于根从周围土壤中吸收水分。该植物根细胞中含量最多的物质是( )
A.蛋白质 B.脂质
C.水 D.无机盐
【解析】 无论生活环境怎样,细胞内含量最多的化合物都是水。
【答案】 C
6.(2013·宁波高一期中)铁是合成人体 ( http: / / www.21cnjy.com )血红蛋白不可缺少的成分,人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机铁,人体只能吸收利用其中的10%左右,铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁,用铁锅炒菜,对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1 300 g,其中99%存在于骨骼中,一旦Ca2+在血浆中的浓度明显下降,神经肌肉兴奋性会大大增加,出现手足抽搐症;相反,血钙过高会引起心脏和呼吸衰竭。
(1)贫血症患者血液运输________的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外,还应多吃一些含________丰富的食物。
(2)人体中含钙最多的是________。
A.肌肉 B.骨组织
C.上皮组织 D.神经组织
(3)由上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内有哪些重要作用?______________________________。
【解析】 此题主要考查细胞中 ( http: / / www.21cnjy.com )无机盐的生理功能。Fe2+参与血红蛋白的构成,可见无机盐是某些复杂化合物的重要组成部分。缺Ca2+会引起抽搐,说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
【答案】 (1)O2 蛋白质 (2)B (3)有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分,有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用
(对应学生用书第95页)
课时作业(一) 分子和离子(选学)·无机物(含前言)
一、选择题
1.(2013·杭州高一期中)以下关于生物体的特征叙述不正确的是( )
A.所有生命活动都离不开细胞
B.所有的细胞都含有四大类有机大分子
C.所有的植物都不会产生应激性
D.所有活的细胞都在不断地与外界进行物质和能量的交换
【解析】 应激性是生物体的基本特征,植物也具有应激性。
【答案】 C
2.一个人被困在孤岛上,他最重要的任务就是寻找淡水。下列有关叙述不正确的是( )
A.水是生命之源,没有水就无法生存
B.不能饮用海水,是因为海水中有害物质太多
C.水在体内是良好溶剂,可以运输营养物质和代谢废物
D.水可以参与生物体内的一些生化反应
【解析】 水在生命活动中具有不可替代的 ( http: / / www.21cnjy.com )作用,它是许多物质的良好溶剂,能够保证生化反应的正常进行,能够运输营养物质和代谢废物。海水中含有较多的无机盐,其浓度远高于体液中溶液的浓度,直接饮用不会起到补充水的作用。
【答案】 B
3.(2013·嘉兴高一测试)下列关于无机盐在生物体中功能的叙述,错误的是( )
A.Mg2+是植物细胞中叶绿素等各种色素的组成成分
B. Fe2+是血红蛋白的主要成分
C. 碳酸钙是动物骨骼、牙齿的成分
D. 无机盐有维持细胞的渗透压和酸碱平衡的作用
【解析】 无机盐在生物体中有许多重要功能:
(1)是生物体的重要组成成分;
(2)维持生物体的生命活动;
(3)维持细胞的渗透压和酸碱平衡。A项中的Mg2+是构成叶绿素的成分,但不是其他色素的成分。
【答案】 A
4.下列与无机盐的功能无关的是( )
A.是细胞中能源物质之一
B.是某些重要复杂化合物的成分
C.能维持生物体的生命活动
D.能维持细胞的形态和功能
【解析】 细胞内的能源物质是有机物。无机盐能维持细胞和生物体的生命活动,是某些复杂化合物的重要组成部分。
【答案】 A
5.(2012·金华检测)欧洲“火星快 ( http: / / www.21cnjy.com )车”探测器和美国的“勇气”号及“机遇”号孪生火星探测器成功登上火星后,相继探测到火星上有水的存在。在探测外星空间是否存在生命的过程中,科学家始终把寻找水作为关键的一环,这是因为水在生命中的意义是( )
A.水可以降温
B.水在生物体内可流动
C.水能与蛋白质结合
D.细胞内的生化反应必须在水中进行
【解析】 没有水就没有生命,因为细胞内的生化反应必须在水中进行。
【答案】 D
6.在正常人的一生中,细胞内含水量P随年龄变化的曲线是( )
【解析】 细胞内含水量P能反映生命活动的 ( http: / / www.21cnjy.com )代谢程度。越年轻的个体,如新生儿,代谢越旺盛,含水量越高;而在越老的个体中,含水量越低。因此随年龄的增长,P值越来越低,曲线逐渐下降。
【答案】 D
7.(2013·杭州高一期末)2012年伦敦 ( http: / / www.21cnjy.com )奥运会上,激烈的比赛中,突然有队员倒地出现抽搐症状,这可能是在运动中,随着汗液排出了过多的( )
A.水 B.尿素 C.钙盐 D.钠盐
【解析】 血钙过低时,神经肌肉兴奋性增加而出现抽搐现象。
【答案】 C
8.(2012·宁波高一联考)表1和表2表示一些生物体的含水量和人体组织器官的含水量。从表中数据分析,可得出的正确结论是( )
表1 各生物体的含水量
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳
动物 藻类 高等
植物
含水
量(%) 97 80~85 78 65 90 60~80
表2 人体组织器官的含水量
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量(%) 10 22 76 79 83 84
①构成生物体的成分中水的含量最多
②生物体的含水量与生物的生活环境密切相关
③代谢旺盛的组织器官的含水量较高
A.① B.②③ C.①③ D.①②③
【解析】 解答此类题目,要充分挖掘题 ( http: / / www.21cnjy.com )设信息。从表1中可知,各种生物体的含水量都在50%以上,所以构成生物体的成分中水的含量最多。表1还告诉我们,生活在水中的生物体含水量高,生活在陆地上的含水量低,而两栖类介于中间,由此可知生物体的含水量与其生活的环境密切相关。从表2中可知,牙齿代谢不旺盛,含水量低,而心脏、脑代谢旺盛,含水量高,由此可见,代谢旺盛的组织器官含水量较高。
【答案】 D
9.下列关于水的生理功能的叙述错误的是( )
A.水能把各种营养物质运输到各个细胞
B.水是生物体内的主要贮能物质
C.水是生物体内化学反应的溶剂
D.水是细胞结构的重要组成成分
【解析】 水在生物体内不能作为贮能物质。
【答案】 B
10.(2013·温州期末)下列说法正确的是( )
A.细胞中的相关无机盐离子对于神经肌肉的兴奋性非常重要
B.若哺乳动物血液中Ca2+的含量过低,则会发生抽搐
C.Mg2+对植物光合作用至关重要,Fe2+对人体内O2的运输不可缺少
D.以上A、B、C均正确
【解析】 动物血浆中含有多种无机盐离子 ( http: / / www.21cnjy.com )可维持血浆的正常浓度、酸碱平衡和神经肌肉的兴奋性等;哺乳动物血液中Ca2+的含量过低,则会发生抽搐,Ca2+含量过高,则出现肌无力;无机盐还是某些复杂化合物的重要组成成分。
【答案】 D
二、非选择题
11.(2013·浙江柯桥中学月考)根据图示回答下列问题:
(1)图中所示的材料中,含水量最低的是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中的________含水量最高,由图可推知,一般生物体内水分的含量占体重的________。
【解析】 由题图可知含水量最 ( http: / / www.21cnjy.com )低的材料是花生种子。在自然界中,成熟后的种子含水量很低,这是种子适应性的变化,使新陈代谢的速率降低,减少有机物的消耗,为其萌发作好相应的准备。
【答案】 (1)花生 图中 ( http: / / www.21cnjy.com )取材为花生种子,在自然界中,成熟后的种子含水量很低,这是种子适应性的变化,使新陈代谢的速率降低,减少有机物的消耗,为其萌发作好相应的准备
(2)水母 60%~90%
12.[实验探究] 试设计一实验,探究血浆中无机盐含量对红细胞形态的影响,并确定生理盐水的浓度。
(1)材料用具:不同浓度的NaCl溶液,柠 ( http: / / www.21cnjy.com )檬酸钠溶液(抗凝剂),蒸馏水,酒精棉,采血针,试管架,试管(若干),滴管(若干),载玻片,盖玻片,显微镜等。
(2)方法步骤:
①取7支洁净试管,分别________,然后 ( http: / / www.21cnjy.com )分别加入2 mL浓度为0.3%、________、0.7%、0.9%、________、________、1.5%的NaCl溶液,并各加入2滴柠檬酸钠溶液。
②将左手无名指消毒,用消毒的采血针刺破皮肤,用小滴管吸血。
③向1~7号试管分别滴入1滴血,摇匀,放置5 min。
④分别取7支试管中混合液各一滴,置于7张洁净的已编号的载玻片上做成临时装片,用________观察________________。
(3)预测实验结果:
①在浓度低于0.9%的NaCl溶液中的红细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )________________________________________________________________________
________________。
②在浓度为0.9%的NaCl ( http: / / www.21cnjy.com )溶液中的红细胞________________________________________________________________________
________________。
③在浓度高于0.9%的NaCl溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液中的红细胞________________________________________________________________________
________________。
(4)实验结论:生理盐水的浓度相当于__________的浓度。
【解析】 本题目考查学生设计探究实验的能力 ( http: / / www.21cnjy.com )以及无机盐的功能。红细胞在高浓度溶液中失水,在低浓度溶液中吸水,而在等渗溶液中保持正常形态。可根据这一特点,以红细胞的吸水与失水来确定生理盐水的浓度。
【答案】 (2)①编号 0.5% 1. ( http: / / www.21cnjy.com )1% 1.3% ④显微镜 红细胞的形态 (3)①出现膨胀甚至破裂 ②呈正常两面凹的圆饼状 ③发生皱缩 (4)0.9%的NaCl溶液
第三节有机化合物及生物大分子
(教师用书独具)
●课标要求
1.概述糖类的种类和作用
2.举例说出脂质的种类和作用
3.概述蛋白质的结构和功能
4.简述核酸的结构和功能
5.说明生物大分子以碳链为骨架
●课标解读
1.概述糖类的种类和作用。能说出分类的依据。
2.举例说出脂质的种类和作用。能运用分类的科学方法。
3.掌握生物组织中油脂、糖类的检测方法。
4.概述蛋白质的结构和功能,解释蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系。
5.说出核酸的种类和功能。
6.通过生物组织中蛋白质、核酸的检测实验,学会徒手切片制作、高倍镜使用等技能。
●教学地位
这部分内容重点为蛋白质与核酸的分子 ( http: / / www.21cnjy.com )结构特点及功能。蛋白质核酸内容也是高考重点。而糖类与脂质要注意其分类、结构、功能、元素组成等,蛋白质结构为难点,教学中应加强此部分的讲解。
●教法指导
有机化合物及生物大分子”的教学重 ( http: / / www.21cnjy.com )点和难点是细胞中几种有机化合物的结构和它们的生理功能。“糖类”的教学重点是糖类的种类和作用,教学难点是多糖的种类。由于本节内容与学生的生活有着密切的联系,故教师可以先让学生说说日常生活中常见的糖,将这些糖根据教科书中糖的种类进行分类,从而让学生明白单糖、二糖与多糖。在学习“脂质”时,可提出学生比较感兴趣的类似减肥等话题,从中引出油脂等脂质,并分别介绍它们的分布及作用。
“蛋白质”的教学重点有两个:一是氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的结构特点与氨基酸形成蛋白质的过程;二是蛋白质的结构和功能。教学难点是氨基酸形成蛋白质的过程与蛋白质结构多样性的原因。由于学生还不具备有机物的基础知识,因此刚开始学习蛋白质时认知有一定的困难,教学时应从学生的生活经验出发,通过问题探讨,先让学生交流他们了解的蛋白质功能有哪些,再结合教科书中的蛋白质的主要功能示例,进行蛋白质功能的学习。
在了解了蛋白质多种多样的功能后提出 ( http: / / www.21cnjy.com )问题供学生思考:蛋白质有怎样的结构呢?从而很自然地进行蛋白质和氨基酸结构的学习。教师应引导学生在观察、对比教科书中几种氨基酸结构的基础上,归纳出氨基酸分子的结构通式。
针对“氨基酸形成蛋白质”这个教学难点 ( http: / / www.21cnjy.com ),教师要充分利用现代化教学媒体,借助课件的动态模拟,帮助学生理解氨基酸是如何脱水缩合形成多肽的,也可以利用板画模拟氨基酸的种类、数量和排列顺序的不同导致多肽的不同,并通过蛋白质结构的多样性来理解其功能的多样性。在学习“核酸”时,只要求简述核酸的种类和功能,遗传信息的深入了解放在《遗传与进化》模块中进行。
●活动建议
在进行“活动:检测生物组织中的油脂”和 ( http: / / www.21cnjy.com )“活动:检测生物组织中的糖类和蛋白质”时,可采用以下方法:①多准备几种实验材料,便于让每组学生自己选择一两种样品,或者让学生自带感兴趣的材料;②实验前,对每一种实验材料中含有哪些有机化合物,让学生通过讨论进行预测;
③实验中,要求小组同学既 ( http: / / www.21cnjy.com )有分工又有合作,相互协调,使实验有序开展;④实验结束前,留出一定的时间进行小组交流,比较检测结果,了解同种生物组织中有机化合物含量的差异和不同种生物组织间有机化合物含量的差异。对于油脂、糖类和蛋白质与化学试剂的颜色反应,只是帮助学生明确生物组织中有机化合物的鉴定方法,其原理不要求学生掌握与深究。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1.健康生活吃出来,高蛋白、低油脂 ( http: / / www.21cnjy.com )是健康饮食的要求,动、植物蛋白荤素搭配是科学饮食的需要,蛋白质是什么物质,与油脂、糖类有何区别?动、植物蛋白有何不同?
2.近几年奶类制品中的“三聚氰胺”事件时有发生,严重威胁消费者的身体健康,“三聚氰胺”与蛋白质有何关系?
第一课时 碳化合物·糖类·脂质
●教学流程设计
学生课前调查和预习:①网 ( http: / / www.21cnjy.com )上阅读糖类及减肥知识;②阅读教材P7-11,填写【课前自主导学】,完成“思考交流1、2”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2:学生交流糖类的功能及油脂的功能。 步骤3:通过多媒体课件演示糖类的分类及功能。通过【课堂互动探究】探究1总结,通过例1分析提高。
步骤7:抢答方式完成【正误判断】, ( http: / / www.21cnjy.com )完成并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题。 步骤6:【实验探究】体验糖类、油脂的检测的过程及方法。通过例4、5分析提高。 步骤5:【课堂互动探究】探究3对糖类和油脂进行比较,通过例3分析提高。 步骤4:通过多媒体课件演示脂质的分类及功能。通过【课堂互动探究】探究2总结,通过例2分析提高。
步骤8:引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现,互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】
课 标 解 读 重 点 难 点
1.概述糖类的种类和作用。能说出分类的依据。
2.举例说出脂质的种类和作用。能运用分类的科学方法。 1.糖类、脂质的种类和作用。(重点)
3.掌握生物组织中油脂、糖类的检测方法。 2.生物组织中油脂的检测。(难点)
(对应学生用书第5页)
碳化合物
1.有机化合物
(1)定义:除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等以外的几乎所有含碳化合物。
(2)作用:是构成细胞的主要物质。
2.生物体的核心元素——碳元素
(1)碳原子的结构:碳原子最外层有4个电子,可形成4个共价键。
(2)碳原子的特点:碳原子可以通过共价键形成长链,也可以形成环状结构。并且还可以与其他原子结合,形成多种多样的化合物。
3.生物大分子
指糖类、脂质、蛋白质、核酸。这些有机物都可以用专门的指示剂检测出来。
1.为什么说碳是所有生命系统中的核心元素?
【提示】 碳原子可以通过共价键形成长链,也可以形成环状结构。并且还可以与其他原子结合,形成多种多样的化合物。
糖类
1.组成元素:碳、氢、氧。
2.分类:单糖、二糖、多糖。
单糖:如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等,是糖类的结构单元,葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6,但分子结构不同
水解,脱水缩合
二糖
水解,脱水缩合
多糖
2.(1)生物组织中哪些是还原糖?
【提示】 生物组织中的葡萄糖、半乳糖、麦芽糖等都是还原糖。可与本尼迪特试剂在水浴加热条件下产生红黄色沉淀。
(2)所有的糖都甜吗?
【提示】 糖类并不都是甜的,如淀粉、纤维素等多糖是没有甜味的。
脂质
1.元素组成:主要为C、H、O。
2.种类:油脂、磷脂、植物蜡、胆固醇等。
3.生理作用
油脂和糖类一样,都是贮能物质,但 ( http: / / www.21cnjy.com )是1 g油脂所含的能量是1 g糖类所含能量的2倍以上。脂质也是组成细胞的必要成分,磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分,植物蜡对植物细胞起保护作用,胆固醇也是人体所必需的,但血液中胆固醇过多可能引发心脑血管疾病。
1.油脂与糖类的组成元素相同,故相同质量的油脂和糖类彻底氧化分解的耗氧量相同。(×)
【提示】 油脂中的O含量低,因此氧化分解时油脂耗氧量高。
2.动物体内主要贮能物质是油脂,主要能源物质是糖类。(√)
3.检验生物组织中的油脂可用花生种子。(√)
①油脂 a.碘—碘化钾溶液 Ⅰ.红黄色沉淀
②淀粉 b.苏丹Ⅲ染液 Ⅱ.蓝色
③还原糖 c.本尼迪特试剂 Ⅲ.橙黄色
【提示】 ①-b-Ⅲ ②-a-Ⅱ ③-c-Ⅰ
(对应学生用书第6页)
糖类的作用
【问题导思】
①细胞中什么结构含有糖类?
②糖类除了作为能源物质外,还有什么作用?
1.糖类是生物体的主要能源和碳源物 ( http: / / www.21cnjy.com )质:糖类物质可以通过分解释放能量,供生命活动之需。糖类还可以为生物体合成其他化合物(某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等)提供碳原子和碳链骨架,构成组织和细胞的成分。
2.糖类与生物体的结构有关:如纤维素是植物细胞壁的主要成分,甲壳质是昆虫等生物体外壳的主要成分。
3.糖类是贮藏的养料:糖类以颗粒状态贮存于细胞质中,如植物的淀粉、动物肝脏和肌肉中的糖元。
4.糖类是细胞通讯识别作用 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础:细胞表面可以通过糖蛋白来识别其他细胞或分子,并接受它们携带的信息,同时细胞表面也通过其上的一些大分子来表现其本身的活性。
5.糖类具有润滑作用:黏膜分泌 ( http: / / www.21cnjy.com )的黏液中有浓稠的黏多糖,可以保护润滑表面。例如关节腔内的滑液就是黏多糖经过水化形成的黏液,能显著地起到润滑作用。
(2013·宁波高一检测)下列选项中,关于糖类生理功能及结构的叙述,错误的是( )
A.糖类的葡萄糖和果糖都是单糖,且分子式相同,分子结构也相同
B.葡萄糖是细胞中的最重要的能源物质
C.淀粉为植物体的重要贮能物质
D.纤维素是植物细胞壁的主要成分
【审题导析】 本题主要考查细胞中糖类的主要生理功能:
(1)掌握葡萄糖的主要功能。
(2)淀粉、纤维素都存在植物细胞中,功能不同。
(3)葡萄糖、果糖的分子结构不同。
【精讲精析】 糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质,也是构成重要化合物和细胞结构的重要物质。各种糖类的作用为:
(1)葡萄糖生物体进行生命活动所需要的主要能量葡萄糖是最重要的能源物质。
(2)淀粉―→植物细胞中重要的贮能物质。
(3)纤维素―→植物细胞壁的主要成分。
葡萄糖、果糖的分子式相同,但分子结构不同。
【答案】 A
1.如图表示一个反应过程,图中的黑球表示两个相同的单糖,则图中的A、B分别表示 ( )
A.淀粉、葡萄糖
B.麦芽糖、葡萄糖
C.蔗糖、果糖
D.乳糖、葡萄糖
【解析】 题目中黑球表示两个相同的单糖,判断 ( http: / / www.21cnjy.com )为二糖,而淀粉为多糖。麦芽糖由两分子葡萄糖脱水缩合而成,蔗糖则是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合形成,不符合两个相同的单糖的条件。
【答案】 B
脂质的种类和功能
【问题导思】
①油脂除了贮能外还有什么作用?
②脂质有哪些种类?各有什么作用?
种类 生理功能
油脂 ①细胞内良好的贮能物质②很好的绝热体,有隔热、保温作用③能缓冲和减压,可以保护内脏器官
磷脂 构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分
胆固醇 ①构成细胞膜的重要成分②参与血液中脂质的运输
固醇 性激素 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
维生素D 能有效地促进人和动物肠道对Ca、P的吸收
植物蜡 防止植物水分蒸发
油脂在氧化分解时产生的水也多。骆驼能耐渴11~12天不喝水,甚至在失水量占体重的22%时仍能坚持,它能靠脊背上驼峰贮藏的油脂氧化获得水分。
(2013·绍兴高一期末)下面是关于脂质的叙述,其中正确的是( )
A.磷脂由C、H、O三种元素组成,是构成液泡膜的主要成分
B.血液中的胆固醇可能会引发心脑血管疾病,因此,胆固醇对人体是有害的
C.油脂只存在于动物的油脂细胞中,而其他部位和植物细胞中没有
D.企鹅体内的油脂有减少热量散失,维持体温恒定的作用
【审题导析】 (1)认清脂质的元素组成和分类,它包含油脂、磷脂、固醇和植物蜡等。
(2)不同脂质的功能各不相同,准确把握脂质种类与功能的对应关系。
【精讲精析】 磷脂是由C、H、O、N、P等元素组成,所以A错误。胆固醇也是生物体必需的物质,B错误。油脂在动植物细胞内都存在,C错误。
【答案】 D
2.下列关于脂质的叙述正确的是( )
A.脂质的组成元素是C、H、O 3种元素
B.磷脂是脂质的一种,并非所有的细胞都含有磷脂
C.维生素D的化学本质是固醇类物质
D.胆固醇是细胞中最重要的能源物质
【解析】 脂质主要由C、H、O 3种 ( http: / / www.21cnjy.com )元素组成,少量的还含有N、P;磷脂是构成生物膜的重要物质,所有的细胞都含有磷脂;维生素D属于脂质中的固醇类物质,在细胞的营养中具有重要功能;胆固醇可调节生物体的代谢,不作为能源物质,细胞中最重要的能源物质是葡萄糖。
【答案】 C
糖类与油脂的比较
油脂 糖类
相同质量C、H元素所占比例 高 低
水解终产物 甘油和脂肪酸 单糖
相同质量彻底氧化时 消耗氧气 多 少
产生水 多 少
释放能量 多 少
主要功能 细胞内良好的贮能物质 细胞内主要的能源物质
油脂是细胞内良好的贮能物质的原因
油脂含碳原子数和氢原子数 ( http: / / www.21cnjy.com )比氧原子数多。以硬脂酸、甘油酯为例来计算,C∶H∶O=30∶55∶3,而糖分子的C∶H∶O=1∶2∶1,所以油脂氧化产生的能量比糖类产生的多。
(2012·丽水期末)下列说法不正确的是( )
A.糖类和油脂都是生物体的贮能物质
B.糖类和油脂的元素组成基本相同
C.糖类和油脂中各元素含量相同
D.糖类和油脂氧化时释放能量的多少与其元素组成有关
【审题导析】 解答本题应明确以下两点:
(1)糖类和油脂的元素组成都是C、H、O三种元素。
(2)油脂氧化分解时,耗氧量多于糖类,是因为其含H多于糖类。
【精讲精析】 糖类和油脂都是由C、H、O三种元素组成,但二者相比,油脂中氧元素含量少,氢元素含量多。
【答案】 C
能源物质与贮能物质
(1)生物体主要的能源物质是糖类。
(2)生物体主要的贮能物质是油脂。
(3)细胞内最重要的能源物质是葡萄糖。
(4)细胞内重要的贮能物质是淀粉(植物)和糖元(动物)。
3.(2013·浙江高一 ( http: / / www.21cnjy.com )调研)种子萌发时的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成、元素比例有关,在相同条件下,消耗同质量的有机物,油料作物种子(如花生)萌发时的需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量( )
A.少 B.多
C.相等 D.无规律
【解析】 脂质中油脂(动物油脂和植物 ( http: / / www.21cnjy.com )油)作为良好的贮能物质。油料作物种子含油脂较多,水稻等谷类种子含淀粉多。油脂和淀粉都是由C、H、O三种元素组成的,它们氧化分解都产生CO2和H2O。由于油脂中H的含量比淀粉中高得多,所以氧化分解时需氧量就大。
【答案】 B
一、检测生物组织中的糖类
1.检测淀粉
(1)实验原理:淀粉+碘—碘化钾→变蓝。
(2)实验流程:
取材:将马铃薯切碎―→研磨―→取上清液
检测:
取马铃薯匀浆样本上清液2 mL+5滴碘-碘
化钾溶液
观察①记录实验结果:溶液呈蓝色②结论:马铃薯中含有淀粉
2.检测(葡萄糖)还原糖
(1)实验原理:还原糖+本尼迪特试剂红黄色沉淀。
(2)实验流程:
取材:将白梨切碎―→研磨―→取上清液
检测:
取白梨汁样本上清液2 mL+2 mL本尼迪特
试剂,振荡,水浴加热2~3 min
观察:记录实验结果:溶液呈红黄色
结论:白梨中含有还原糖
对试管中的溶液加热,试管底部不要触及烧杯底部;试管口不要朝向实验者,以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。
向一定浓度的淀粉溶液中加入适量的唾液淀粉酶,37 ℃水浴保温后再加入适量的本尼迪特试剂,水浴加热后试管溶液中可观察到的变化现象应该是( )
A.产生红黄色沉淀 B.溶液呈蓝色
C.溶液呈紫色 D.溶液不变红
【思维导图】
淀粉溶液 蓝色
麦芽糖红黄色
【精讲精析】 淀粉溶液中加入唾液淀粉酶,淀粉被水解为还原糖——麦芽糖。加入本尼迪特试剂水浴加热后,溶液会呈现红黄色。
【答案】 A
二、检测生物组织中的油脂
1.实验原理
苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色。
2.实验步骤
选材——富含油脂且较大的种子,如花生种子
切片——切片的厚度为1~2 mm
染色——用苏丹Ⅲ染液染色2~3 min,再滴加1~2滴50%的乙醇洗去多余染料
制片——用吸水纸吸去乙醇溶液,滴加1~2滴清水,盖上盖玻片,制成临时装片
观察——使用显微镜进行观察,先低倍镜后高倍镜
3.实验现象
脂肪细胞中的脂肪粒呈橙黄色。
4.注意事项
(1)切片要尽可能的薄。
(2)染色后要用50%的乙醇洗去多余的染液。
(3)观察时要选最薄处,最好1~2层细胞。
(2012·舟山统考)下列有关生物组织中油脂检测的叙述不正确的是( )
A.检测生物组织中的油脂一般需进行徒手切片
B.所用检测剂为苏丹Ⅲ染液
C.用显微镜进行观察时为使视野清晰可直接使用高倍物镜
D.本实验中可用50%的乙醇溶液洗去多余染料
【审题导析】 本题考查油脂的检测实验的实验原理及实验步骤中的相关知识。
(1)油脂检测的特定试剂是苏丹Ⅲ染液。
(2)熟练掌握油脂检测的操作步骤及显微镜的使用方法。
【精讲精析】 苏丹Ⅲ染液可与油脂发生特 ( http: / / www.21cnjy.com )异性颜色反应,呈现橙黄色,依此可确认组织中是否含油脂。本实验中50%的乙醇溶液的作用是洗去多余染料。用显微镜观察切片时应先用低倍物镜调至清晰后,再换用高倍物镜观察。
【答案】 C
上述题目中涉及的油脂检测实验,选择材料时用玉米的种子是否更合适?
【提示】 不合适。因为玉米种子的成分主要是淀粉。
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
碳化合物概念碳原子特点糖类元素组成:C、 ( http: / / www.21cnjy.com )H、O作用:重要的能源物质、贮能物质种类:单糖、二糖、多糖脂质元素组成:C、H、O(N、P)作用:膜结构的重要成分、贮能、调
节保护作用种类:油脂、磷脂、植物蜡、胆固醇
结 论 语 句
1.糖类是细胞中的主要能源物质,由C、H、O组成。
2.脂质也有C、H、O组成,脂质中的油脂是细胞中的贮能物质,磷脂则是各种膜的重要成分。
3.生物组织中的油脂可以被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色。
4.淀粉可用碘—碘化钾溶液检测呈蓝色;葡萄糖等还原糖可用本尼迪特试剂检测,热水浴显红黄色沉淀。
(对应学生用书第9页)
1.(2012·湖州高一联考)下列有关糖类的叙述中,错误的是( )
A.主要由C、H、O三种元素组成
B.广泛分布在动植物体内
C.糖类可以分为单糖、二糖和多糖
D.葡萄糖和果糖都属于单糖
【解析】 糖是主要能源物质,广泛分布在 ( http: / / www.21cnjy.com )动植物体内,糖类分为单糖、二糖和多糖。葡萄糖和果糖不能水解成更简单的糖,是单糖。糖类都是由C、H、O三种元素组成。
【答案】 A
2.细胞中油脂的作用是( )
A.保护植物细胞
B.主要的贮能物质
C.引起心脏病的重要物质
D.细胞膜的主要成分
【解析】 油脂是生物体的主要贮能物质;磷脂是细胞膜的主要成分;植物蜡对植物细胞有保护作用;诱发心脏疾病是危害,不是作用。
【答案】 B
3.(2013·衢州高一检测)用水解法研究下列物质,水解产物不全是葡萄糖的是( )
A.淀粉 B.糖元
C.纤维素 D.蔗糖
【解析】 淀粉、糖元、纤维素都是多糖,水解后最终都生成葡萄糖;蔗糖是二糖,水解后生成葡萄糖和果糖。
【答案】 D
4.如图是油菜种子在发育和萌发过程中,可溶性糖和油脂的变化曲线。下列分析正确的是( )
A.干重相等的可溶性糖和油脂,所贮存的能量大致相同
B. 种子发育过程中,由于可溶性糖更多地转变为油脂,种子需要的N增加
C. 种子萌发过程中,油脂被分解,可溶性糖大量形成
D. 种子萌发过程中,油脂转变为可溶性糖,使可溶性糖成为细胞内含量最多的化合物
【解析】 种子形成时,糖可转变成油脂贮存起来。种子萌发时,油脂转变成可溶性糖,供种子利用。但细胞中含量最多的化合物仍然是水。
【答案】 C
5.(2013·绍兴高一期中)下列图中动植物糖类,脂质的种类与比较正确的是( )
【解析】 蔗糖属于非还原糖,葡萄糖和果糖属于 ( http: / / www.21cnjy.com )单糖。脂质分为油脂、磷脂、植物蜡、固醇等。性激素属于固醇,但固醇并不属于油脂,它们是脂质的不同种类。生物大分子指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。纤维素和淀粉是大分子,但固醇不是大分子。
【答案】 A
6.回答下列糖类和脂质的问题:
(1)生物体内的主要能源物质是________,主要的贮能物质是________。
(2)生活在南极寒冷环境中的企鹅,体内有很厚的油脂层,其意义在于___________________________________。
(3)磷脂是构成________的重要物质。
(4)激素在机体中有着重要的作用,其中,性激素属于________类物质。
【解析】 糖类是主要能源物质, ( http: / / www.21cnjy.com )但同质量的油脂氧化放出的能量多。与糖类氧化相比,在生物细胞内油脂的氧化过程慢,而且需要消耗大量氧气,所以机体是以糖类为主要的能源物质,油脂是主要的贮能物质。除此之外,油脂还是很好的绝热性。磷脂是构成生物膜的重要物质;性激素属于脂质中的固醇类物质。
【答案】 (1)糖类 油脂
(2)油脂作为很好的绝热体,可以防止体内热量的散失,起着保温作用
(3)生物膜 (4)固醇
(对应学生用书第97页)
课时作业(二) 碳化合物·糖类·脂质
一、选择题
1.(2012·丽水检测)下列关于“地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的”原因的叙述中,错误的是( )
A.碳元素在生物体内含量最多
B.碳原子含有四个价电子
C.碳原子之间能以共价键结合
D.许多含碳有机物能连接成链或环
【解析】 碳元素是组成生物体的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )成分之一,但并非含量最多,在生物体内含量最多的元素是氧,但由于碳原子的四个价电子可与许多原子结合,也可以与其他原子以共价键的形式形成不同长度的链状或环状结构,从而构成有机物的基本骨架,所以碳是构成细胞的基本元素。
【答案】 A
2.(2013·金华高一测试)下列脂质中不能对生物体的正常代谢活动起调节作用的是( )
A.胆固醇 B.性激素
C.维生素D D.油脂
【解析】 脂质分为三类,即油 ( http: / / www.21cnjy.com )脂、类脂和固醇。油脂是主要的贮能物质;类脂主要是指磷脂,是构成细胞膜等生物膜的主要成分;固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,它们对于维持生物体正常的新陈代谢起着重要的调节功能,所以又被称为功能脂。
【答案】 D
3.下列关于糖类的生理作用的叙述中,不正确的是( )
A.相同质量的油脂比糖类贮存的能量多
B.葡萄糖是细胞的重要能源物质
C.纤维素是高等植物细胞壁的主要成分
D.糖元是植物细胞中重要的贮存能量的物质
【解析】 糖类是生物体进行生命活动的主要能源 ( http: / / www.21cnjy.com )物质。糖类也是构成重要化合物和细胞结构的重要物质。例如,糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,在细胞膜外表面具有多种重要功能。1 g油脂所含的能量是1 g糖类所含能量的2倍以上;纤维素是高等植物细胞壁的主要成分;淀粉是植物细胞中重要的贮存能量的物质;糖元是动物细胞中重要的贮存能量的物质;葡萄糖是动植物细胞的重要能源物质。
【答案】 D
4.(2013·嘉兴期中)某生物体内发生如下的反应:淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖元,则下列说法不正确的是( )
A.此生物一定是动物,因为能合成糖元
B.淀粉和糖元都属于多糖,都是贮能物质
C.此生物一定是动物,因为能利用葡萄糖
D.淀粉→麦芽糖→葡萄糖发生于消化道内,葡萄糖→糖元可发生于肝脏内
【解析】 通过含有糖元可判断此生物为动物, ( http: / / www.21cnjy.com )因为糖元是动物细胞内的特有贮能物质。动物和植物都能利用葡萄糖,所以能否利用葡萄糖不能作为判定此生物是动物的依据。
【答案】 C
5.下面是关于脂质的叙述,其中正确的是( )
A.磷脂由C、H、O三种元素组成,是构成液泡膜的主要成分
B.性激素的化学本质是蛋白质,对维持生物体生殖过程起重要的调节作用
C.油脂只存在于动物细胞中,而植物细胞中没有
D.北极熊体内的油脂有减少热量散失,维持体温恒定的作用
【解析】 磷脂含有C、H、O、P四种元素,是 ( http: / / www.21cnjy.com )膜的主要成分,性激素的化学本质是脂质,而不是蛋白质。油脂存在于动物细胞中,且植物种子的细胞中也含有。动物体内的油脂有减少热量散失,维持体温恒定的作用,还有减少摩擦和缓冲外界压力的作用。
【答案】 D
6.下列关于脂质的叙述中最恰当的是( )
A.苏丹Ⅲ染液可用于鉴定脂质的存在
B.脂质均只由C、H、O三种元素组成
C.磷脂是构成细胞膜及某些细胞器膜的重要物质
D.不同的脂质其化学组成和结构相似,有的疏水,有的亲水
【解析】 油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色;脂质的化学组成和结构差别很大,但都是疏水的;磷脂是构成生物膜的重要物质。
【答案】 C
7.(2013·台州月考)苹果 ( http: / / www.21cnjy.com )含有微量元素Zn,而锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素,儿童缺锌就会导致大脑发育不良,因此苹果又称为记忆之果。这说明无机盐离子( )
A.对维持酸碱平衡有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对调节细胞内的渗透压有重要作用
D.对维持生物体的生命活动有重要作用
【解析】 Zn与大脑发育相关,而大脑是调节生命活动的中枢,因此Zn对维持生物体的生命活动有重要作用。
【答案】 D
8.甲物质的分子式为C12H22O11,乙物 ( http: / / www.21cnjy.com )质的分子式为C57H110O6。若这两种物质作为生物体内的能源物质,则相同条件下,质量相同的甲、乙两种物质被彻底分解时,甲物质比乙物质( )
A.耗氧少,产生能量少
B.耗氧多,产生能量多
C.耗氧多,产生能量少
D.耗氧少,产生能量多
【解析】 甲为糖类,乙为脂质。脂质中C和H的含量远远高于糖类,因此,在彻底分解时,甲物质比乙物质耗氧少,产生能量少。
【答案】 A
9.(2012·温州高一期 ( http: / / www.21cnjy.com )末)生物体内物质氧化所产生的水的量,不同物质有所不同,最高的某物质每氧化1 g可产生1.07 mL水。骆驼体内贮存有大量该物质,故30多天不喝水也能照常活动,则该物质是( )
A.蛋白质 B.油脂
C.葡萄糖 D.肝糖元
【解析】 糖类、油脂、蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质中氢元素含量越高,被氧化时生成的水就越多,释放出的能量也就越多。分析糖类、油脂、蛋白质中氢元素含量,其中油脂的含氢量最高。
【答案】 B
10.下列关于生命物质基础的叙述,正确的是( )
A.脂质均由C、H、O三种元素组成
B.组成细胞的主要元素中,O是核心元素
C.植物蜡是植物细胞壁的基本组成成分
D.同质量的糖元和油脂,含氢比例不相同
【解析】 有些脂质除含C、H、O三种元素外,还含有其他元素;C是核心元素;纤维素才是植物细胞壁的组成成分。
【答案】 D
二、非选择题
11.根据糖类和脂质的生理功能回答下列问题:
(1)人在剧烈运动时,细胞内消耗最多的单糖是________,这说明它是细胞内最重要的________物质。
(2)生活在地球南北两极的动物,皮下 ( http: / / www.21cnjy.com )都有一层厚厚的油脂,它的作用可能是①________________;②在漫长的极夜中为生命活动______________。
(3)动物在捕获到食物时,往往会尽量多吞 ( http: / / www.21cnjy.com )食,用不完的营养物质会转变成________暂时贮存,等到无法获得食物时,再将________分解用于供能。
(4)如果想要检测生物组织中的油脂可选择的实验材料是( )
A.花生种子 B.玉米种子
C.油菜的叶子 D.一段干树枝
(5)检测油脂时使用的试剂是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________,
它能将油脂微粒染成________色。
【答案】 (1)葡萄糖 能源 (2)①保温 ②供能
(3)油脂 油脂 (4)A (5)苏丹Ⅲ染液 橙黄
12.(2013·湖州期末)香蕉果 ( http: / / www.21cnjy.com )实成熟过程中,果实中的贮藏物质不断代谢转化,香蕉逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。
请回答:取成熟到第X天和第Y ( http: / / www.21cnjy.com )天的等量香蕉果肉,分别加入等量的蒸馏水制成提取液。然后在a、b试管中各加入5 mL第X天的提取液,在c、d试管中各加入5 mL第Y天的提取液,如图B。
图A
图B
(1)在a、c试管中各加入等量 ( http: / / www.21cnjy.com )碘—碘化钾溶液后,a试管呈蓝色,与a试管相比c试管的颜色更________________________________________________________________________,
两试管中被检测的物质是__________,图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是__________。
(2)在b、d试管中各加入等量本尼迪 ( http: / / www.21cnjy.com )特试剂,煮沸后,b试管呈红黄色,与b试管相比d试管的颜色更________________________________________________________________________,
两试管中被检测的物质是__________,图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是__________。
(3)已知乙烯利能增加细胞内乙烯的含 ( http: / / www.21cnjy.com )量,乙烯具有促进果实成熟的作用,如果在第X天喷施乙烯利,从第X天开始曲线Ⅰ将呈现出__________(填“加快”或“减慢”)下降的趋势,曲线Ⅱ将呈现出__________(填“加快”或“减慢”)上升趋势。
【解析】 香蕉果实成熟过程中,果实 ( http: / / www.21cnjy.com )中贮藏的物质淀粉不断代谢转化为还原糖,香蕉逐渐变甜。随着时间延长,淀粉含量降低,还原糖的含量不断升高。检验淀粉用碘—碘化钾溶液显蓝色。检验还原糖用本尼迪特试剂,水浴加热有砖红色沉淀生成。乙烯具有促进果实成熟的作用,加快淀粉转化为还原糖的速率。
【答案】 (1)浅 淀粉 Ⅰ (2)深 还原糖 Ⅱ
(3)加快 加快
第二课时 蛋白质·核酸
●教学流程设计
学生课前调查和预习:①网上阅读蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )的多样性;②阅读教材P12-16,填写【课前自主导学】,完成“思考交流”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】2引出本节课题。 步骤2:学生交流蛋白质的结构和功能及核酸的结构和功能。 步骤3:通过【课堂互动探究】探究1总结氨基酸的结构特点,通过例1分析提高。
步骤7:通过【实验探究】总结蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )的检测方法,再分析例5加以提高 步骤6:通过探究4,总结核酸的类型及功能,再分析例4加以提高 步骤5:通过探究3理解并掌握蛋白质的相关计算,分析例3加以提高。 步骤4:通过多媒体课件演示蛋白质的形成过程。通过【课堂互动探究】探究2总结,通过例2分析提高。
步骤8:抢答方式完成【正 ( http: / / www.21cnjy.com )误判断】,完成并分组互评【当堂双基达标】的1~6题。 步骤9:引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现,互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.概述蛋白质的结构和功能,解释蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系。 1.蛋白质的结构与功能。(重点)
2.说出核酸的种类和功能。 2.核酸的种类和功能。(重点)
3.通过生物组织中蛋白质、核酸的检测实验,学会徒手切片制作、高倍镜使用等技能。 3.蛋白质结构多样性与功能复杂性。(难点)
(对应学生用书第10页)
蛋白质
1.功能
蛋白质通常不作为生物体的能源物质,其功能有:
(1)可作为生物体与细胞的组成成分,如肌肉组织中的蛋白质。
(2)推动化学反应的作用,如消化酶。
(3)负责与疾病作斗争,如抗体参与对病原体的清除。
(4)帮助物质出入细胞,如细胞膜上的载体。
2.结构
(1)相对分子质量:很大,从几万到几千万。
(2)组成元素:C、H、O、N,有的还含S。
(3)基本单位:氨基酸。
①种类:约20种。
②结构通式:NH2CRHC—OHO
③结构特点:一个中央碳原子上连接一个氨基、一个羧基、一个H和一个R基团。
④不同氨基酸的区别在于R基团的不同。
(4)脱水缩合的过程
在酶的作用下,一个氨基酸的 ( http: / / www.21cnjy.com )羧基提供的—OH与另一个氨基酸的氨基提供的—H生成1分子水被脱去,而羧基和氨基剩余的基团相连成为肽键,其结构式为CONH。
(5)结构多样性的原因
①组成蛋白质多肽链的氨基酸在种类、数量和排列顺序上的不同。
②构成蛋白质的多肽链在空间结构上的不同。
狼体内有m种蛋白质,兔子体内有n种蛋白质,狼吃了兔子以后,狼的蛋白质种类是不是变为m+n种呢?
【提示】 狼体内合成什么蛋白质是自身遗传决定,与食物无关,还是m种。
核酸
1.种类
核酸包括核糖核酸(即RNA)和脱氧核糖核酸(即DNA)。
2.分布
(1)RNA主要分布于细胞质中。
(2)DNA主要分布于细胞核中。
3.作用
DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动,并决定细胞和整个生物体的遗传特性。RNA在合成蛋白质时是必需的。
1.每个氨基酸只含有一个氨基和一个羧基。(×)
【提示】 每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。
2.热变性的蛋白质空间结构被破坏。(√)
3.每个细胞都含有DNA与RNA。(√)
(对应学生用书第11页)
氨基酸的结构特点
【问题导思】
①氨基酸的结构特点是什么?
②氨基酸的各个组成部分间有什么关系?
特点解读 实例展示
至少含有一个—NH2和一个—COOH 连在同一个碳原子上,否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸 H2N—CH2—CH2—CH2—COOH非生物体内的氨基酸
氨基酸中的氨基、羧基至少各有一个;R基中可能有氨基、羧基,且不参与脱水缩合 CH2NH2CH2CH2CH2CHNH2COOH是赖氨酸,R基中含氨基
生物体内氨基酸种类不同是由R基决定的 丙氨酸的R基是—CH3;甘氨酸的R基是—H
判断一种化合物是不是组成
蛋白质的氨基酸的方法
1.一看数量:是否至少含有一个—NH2和一个—COOH。
2.二看位置:是否有—NH2和—COOH连在同一个碳原子上。
(2012·宁波联考)以下是几位同学默写的氨基酸结构通式,其中不符合要求的是( )
A.CRHH2NCOOH B.CHNH2RCOOH
C.CNH2HCH3COOH D.CHNH2HOOCR
【审题导析】 解题关键是明确氨基酸通式的特点:一个中央碳原子上连接一个氨基、一个羧基、一个H和一个R基团。
【精讲精析】 既然是结构通式,就应该能代表所有氨基酸的共同结构特点,其中C项是一种具体的氨基酸,没有通式的R基团,故不符合要求。
【答案】 C
1.我们日常烹调使用的味精主要成 ( http: / / www.21cnjy.com )分是谷氨酸钠,已知谷氨酸分子的R基为—C3H5O2,则一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子数依次是( )
A.5、9、4、1 B.4、8、5、1
C.5、8、4、1 D.4、9、4、1
【解析】 构成蛋白质的氨基酸通式为 ( http: / / www.21cnjy.com ),而谷氨酸的R基为—C3H5O2,则一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子数依次为5、9、4、1。
【答案】 A
蛋白质分子和结构及多样性
【问题导思】
①氨基酸是如何组成蛋白质的?
②蛋白质的多样性与蛋白质的结构有什么联系?
1.蛋白质分子的结构
(1)氨基酸的脱水缩合过程
(2)蛋白质的形成过程
氨基酸
(基本单位)多肽(一条或多
条)(化学结构)蛋白质
(空间结构)
1.反应产物中有“H2O”。失去的水分子中的氢分别来自羧基和氨基,失去的水分子中的氧来自羧基。
2.肽键的表达式以下几种都可以:
CONH、NHCO或CONH。
2.蛋白质的多样性
(1)结构多样性
蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次理解
①氨基酸的种类不同,构成的肽链不同,如图所示:
②氨基酸的数目不同,构成的肽链不同,如下图所示:
③氨基酸的排列次序不同,构成的肽链不同,如下图所示:
④肽链的数目和空间结构不同,构成的蛋白质不同,如下图所示:
(2)功能多样性
功能 举例
结构蛋白 构成细胞和生物体的结构,如肌肉、头发等
催化作用 如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等绝大多数酶
运输作用 如血红蛋白能运输氧
调节作用 起信息传递作用的部分激素,如胰岛素等
免疫作用 如抗体
(2013·台州高一检测)形成蛋白质分子的结构层次,从小到大依次是( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸脱水缩合
④一条或几条多肽连接在一起 ⑤多肽 ⑥蛋白质
A.②①③④⑥⑤ B.①③②④⑥⑤
C.②①⑥③④⑤ D.②①③⑤④⑥
【思维导图】
元素→氨基酸→→多肽蛋白质
【精讲精析】 蛋白质分子由简到繁即 ( http: / / www.21cnjy.com )从基本元素,到基本组成单位,然后通过氨基酸分子相互结合,形成多肽,一条或几条多肽形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
【答案】 D
氨基酸缩合而成的化合物统称为多肽。由于多肽通常呈链状,因而也将多肽叫做肽链,一条或几条肽链构成一定的空间结构才称为蛋白质。
2.鸡蛋煮熟后,蛋白质变性失活,这是由于高温破坏了蛋白质的( )
A.肽链 B.肽键
C.空间结构 D.氨基酸
【解析】 高温使肽链盘曲、折叠形成的蛋白质的一些化学键被破坏或断开,从而使蛋白质空间结构遭到破坏,影响其功能。
【答案】 C
蛋白质相关的计算
【问题导思】
①n个氨基酸组成蛋白质分子,其中的肽键数是多少?
②蛋白质相对分子质量如何计算?
1.关于组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键、脱水数之间的关系如下表
氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 游离的氨基 游离的羧基
一条肽链 n n-1 n-1 至少1个 至少1个
m条肽链 n n-m n-m 至少m个 至少m个
2.蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和-失去水分子的相对分子质量总和。
免疫球蛋白IgG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IgG由m个氨基酸构成,则该IgG含有的肽键数为( )
A.m个 B.(m+1)个
C.(m-2)个 D.(m-4)个
【审题导析】 解答本题的关键:
(1)由图可知免疫球蛋白LgG由4条肽链组成。
(2)计算肽键的公式是(n-m)个,n是氨基酸数,m是肽链数。
【精讲精析】 通过识图可知,免疫球蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白IgG是由4条肽链构成的,氨基酸个数为m,所以肽键的数目=失去的水分子数=氨基酸数目-肽链数=m-4。
【答案】 D
3.(2013·温州高一测试)某肽 ( http: / / www.21cnjy.com )链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其彻底分解,需要水分子________个。如果用肽酶把其分解成: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为________,肽键总数________,水解成这些片段时,所需的水分子总数________。
【解析】 在分析此题时应把握一个原则: ( http: / / www.21cnjy.com )分解的肽键数等于需要的水分子数。多肽被切成了9段,那么需要水分子数为8个。而在这9个短肽中,至少分别有9个氨基和羧基。而共有的肽键数为:(2-1)+(5-1)×2+(6-1)×3+(7-1)×3=42。
【答案】 50 9 42 8
核酸的类型及功能
【问题导思】
①细胞中的核酸有哪几种?各有何功能?
②细胞中的核酸分布如何?
1.核酸的种类
简称 全名 戊糖
DNA 脱氧核糖核酸 脱氧核糖
RNA 核糖核酸 核糖
核糖和脱氧核糖都是含5个碳原子的糖类,又统称戊糖,其中核糖含3个O原子,脱氧核糖含2个O原子。核酸的种类正是依据戊糖的不同来划分的。
1.组成DNA和RNA的元素有:C、H、O、N、P。
2.DNA和RNA的基本单位分别是:脱氧核苷酸和核糖核苷酸。
2.核酸的功能
(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
(2)核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
特定的DNA→特定的RNA→特定的蛋白质。故DNA、RNA和蛋白质都可作为鉴别生物个体的依据。
3.核酸的分布
(1)DNA:主要分布在细胞核的染色体上,细胞质中的叶绿体、线粒体中也含少量DNA。
(2)RNA:主要分布在细胞质中,细胞核中也含少量RNA。
(2013·湖州高一期末)下列关于核酸的叙述正确的是( )
A.核酸是生命活动的主要体现者
B.核酸包括核糖核酸、脱氧核糖核酸、DNA和RNA共四种
C.细胞的遗传信息贮藏在RNA中或DNA中
D.RNA与蛋白质的合成有关
【审题导析】 解答本题应明确以下几点:
(1)蛋白质是生命活动的主要体现者。
(2)核糖核酸即RNA,脱氧核糖核酸即DNA。
(3)细胞中的遗传物质是DNA。
【精讲精析】 蛋白质是生命活动的主要体现者;核酸包括DNA和RNA;DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动。
【答案】 D
蛋白质的检测
1.实验原理:用双缩脲试剂检测蛋白质显紫色。
2.实验流程
3.注意事项
(1)在蛋白质的检测实验中,最好 ( http: / / www.21cnjy.com )选用富含蛋白质的生物组织,植物材料常用的是大豆,动物材料常用的是鸡蛋蛋清,且所选材料应无色或白色,以免影响实验结果的观察。
(2)双缩脲试剂由0.1 ( http: / / www.21cnjy.com ) g/mL NaOH溶液和0.01 g/mL CuSO4溶液组成,使用时先加2 mL 0.1 g/mL NaOH,然后滴加0.01 g/mL CuSO4溶液5滴。
(3)蛋白质鉴定不需要加热;材料用的鸡蛋清,必须稀释,否则会粘试管壁。
(2013·温州测试)下列关于“检测生物组织中的糖类、油脂和蛋白质”实验的操作步骤和叙述中,正确的是
( )
A.用于检测还原糖的本尼迪特试剂可用于蛋白质的检测
B.油脂的检测需要用显微镜才能看到被染成橙黄色的脂肪粒
C.检测还原糖时,要加入本尼迪特试剂,无需加热
D.用于检测蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后,再加入含样品的试管中
【审题导析】 解答本题应明确以下几点:
(1)检测蛋白用双缩脲试剂,应先加A液,再加B液。
(2)用本尼迪特试剂时,需加热。
【精讲精析】 检测还原糖时,要用到本尼迪 ( http: / / www.21cnjy.com )特试剂。而检测蛋白质时要先加双缩脲试剂A液,再加B液。检测还原糖、蛋白质实验中溶液的颜色变化是肉眼可见的。油脂的检测中,由于脂肪粒小且分散在细胞中,所以需要借助于显微镜观察。
【答案】 B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
蛋白质C、H、O、N:主要
元素组成多样:种类氨基酸:基本单 ( http: / / www.21cnjy.com )位功能催化调节免疫运输核酸元素组成:C、H、O、N、P基本单位:核苷酸种类:DNA、RNA功能:贮存、传递、表达
遗传信息
结 论 语 句
1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
2.每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和羧基连在同一个碳原子上。
3.蛋白质中含有C、H、O、N等元素。
4.蛋白质多样性的原因:组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,及肽链形成的空间结构不同。
5.蛋白质是组成细胞和生物体的重要物质,还有催化、运输、调节和免疫等功能。
6.核酸是决定生物体遗传特性的物质,它控制着细胞的生命活动。
7.每个细胞都有DNA与RNA,DNA贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动,并决定细胞和整个生物体的遗传特性。
(对应学生用书第14页)
1.组成生物体的氨基酸中,酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异的产生取决于( )
A.两者的R基组成不同
B.酪氨酸的氨基多
C.两者的结构完全不同
D.精氨酸的羧基多
【解析】 酪氨酸和精氨酸都是组成蛋白质的氨基酸,两者的结构通式相同,不同的是R基。可见,两者性质的差异是由R基引起的。
【答案】 A
2.(2013·衢州期末)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
【解析】 考查蛋白质的有关计算。 ( http: / / www.21cnjy.com )该蛋白质中含有肽键数为(n-m)个,每个肽键(—CO—NH—)含有一个氧原子;m条肽链至少含有m个游离的羧基(—COOH),因此,该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为n-m+2m=n+m。
【答案】 C
3.下列各项与蛋白质分子结构多样性无关的是( )
A.氨基酸的数目、种类和排列顺序
B.构成蛋白质分子的多肽链的数目
C.构成蛋白质分子的多肽链的空间结构
D.氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基
【解析】 本题考查蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )结构多样性的原因。其中构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同,蛋白质则不同;构成蛋白质的多肽链条数不同,蛋白质的结构也不同;多肽链的空间结构不同,蛋白质不同。因此A、B、C三项都是蛋白质结构多样性的原因,只有D项不是。
【答案】 D
4.(2012·浙江高一统考)下列对核酸的叙述不正确的是
( )
A.核酸是生物的遗传物质
B. 核酸的基本组成单位是核苷酸
C. 核酸只存在于细胞核中
D. 核苷酸由含氮碱基、戊糖和磷酸组成
【解析】 DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中。
【答案】 C
5.小明怀疑××蛋白质饮料不含蛋白质。欲用所学知识检验一下,他应选择的试剂是( )
A.本尼迪特试剂 B.苏丹Ⅲ染液
C.双缩脲试剂 D.甲基绿染液
【解析】 蛋白质可被双缩脲试剂染成紫色。
【答案】 C
6.(2013·绍兴检测)根据下面多肽的分子结构回答问题:
NHHCHHCONHCHCH2OHCONHCHCH2CH2COOHCONHCCH3HCOOH
(1)构成该多肽的基本单位是________,该多肽由____个这样的基本单位组成。
(2)该多肽在形成过程中共失去________个水分子,共含________个肽键,这种化学反应称________反应。
(3)组成该多肽的基本单位的R基团从左到右依次是________、__________、____________、________。
(4)假定有一个由m个基本单位 ( http: / / www.21cnjy.com )构成的含有n条肽链的蛋白质分子,其基本单位的平均相对分子质量为a,请写出这个蛋白质分子的相对分子质量的表达式:_______________。
(5)从理论上讲,多肽也可以与________发生颜色反应。
【解析】 由题图可以看出此多肽 ( http: / / www.21cnjy.com )共由4个氨基酸构成,含有三个肽键;形成此多肽时应该脱去3分子水;R基团应该包括—H,—CH2—OH,—CH2—CH2—COOH,—CH3。对于蛋白质的相对分子质量的计算表达式为:ma-18×(m-n)。检验蛋白质的试剂也可以检验多肽。
【答案】 (1)氨基酸 4 (2)3 3 脱水缩合
(3)—H —CH2—OH —CH2—CH2—COOH —CH3
(4)ma-(m-n)×18 (5)双缩脲试剂
(对应学生用书第99页)
课时作业(三) 蛋白质·核酸
一、选择题
1.(2012·湖州联考)下列健康人的4种液体样本中,能与双缩脲试剂发生颜色反应的是( )
①尿液 ②胃液 ③汗液 ④唾液
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【解析】 胃液中存在胃蛋白酶等蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质,唾液中存在的唾液淀粉酶是蛋白质,都可以和双缩脲试剂发生紫色反应,故②④正确。正常人的尿液和汗液不存在蛋白质。
【答案】 D
2.湖北市场出现三聚氰胺严重超标的乳酸毒 ( http: / / www.21cnjy.com )玉米奶,三聚氰胺的含氮量非常高,一些不法商贩往玉米奶中添加三聚氰胺,冒充蛋白质。一般说来,每100克蛋白质平均含氮16克,这些氮主要存在于蛋白质的( )
A.—CO—NH— B.游离的氨基
C.R基 D.游离的羧基
【解析】 构成蛋白质的氨基酸都含有氨基和羧基,它们在脱水缩合时形成—CO—NH—,故蛋白质中的氮主要存在于肽键中。
【答案】 A
3.现有A、B、C三种氨基酸,当每种氨基酸数目不限的情况下,可形成三肽化合物的种类数及形成含3种氨基酸的三肽化合物的种类数分别为( )
A.3,3 B.6,3 C.9,27 D.27,6
【解析】 多肽的不同取决于构成多 ( http: / / www.21cnjy.com )肽的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同。三肽由三个氨基酸形成,若每种氨基酸均含有一个,可构成三肽种类为A=6种。若每种氨基酸数量不限,则三肽中的三个位置上,每个位置上出现的氨基酸的可能种类都为C种,则3种氨基酸的三肽化合物的种类数为27种。
【答案】 D
4.(2013·温州高一期中)现有1 ( http: / / www.21cnjy.com )000个氨基酸,其中氨基有1 020个,羧基有1 050个,则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基和羧基的数目是( )
A.999 1 016 1 046 B.996 4 4
C.996 24 54 D.996 20 50
【解析】 根据基本公式m-n,可计算肽键 ( http: / / www.21cnjy.com )为1 000-4=996个,一个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,则可判断R基团含有20个氨基和50个羧基,不考虑R基团,一条肽链至少有一个氨基和一个羧基,考虑R基团可得出共有24个氨基和54个羧基。
【答案】 C
5.(2013·江苏高一期末)甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,则它的分子式是( )
A.C5H11O2NS B.C3H7S
C.C4H11O2S D.C5H10O2NS
【解析】 把氨基酸的结构通式 ( http: / / www.21cnjy.com )CRHNH2COOH写成分子式形式为C2H4O2NR,而R基是已知的,可缩写为—C3H7S,把两者合并在一起即得甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。
【答案】 A
6.(2013·宁波高一期末)水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质( )
A.在4 °C条件下易变性
B.只含有C、H
C.也能催化淀粉合成
D.含有羧基
【解析】 能在常温下分解 ( http: / / www.21cnjy.com )淀粉的是酶,酶在高温下才会变性失活,A项不正确;淀粉酶的化学本质为蛋白质,一定含有C、H、O、N,所以B项不正确;酶具有专一性,能催化分解的不能催化合成,C项不正确;蛋白质的基本组成单位为氨基酸,氨基酸含有羧基,D项正确。
【答案】 D
7.某三十九肽中共有丙氨酸(R基为—CH ( http: / / www.21cnjy.com )3)4个,现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图),下列有关该过程的叙述中,错误的是( )
A.肽键数目减少8个
B.C原子减少12个
C.氨基和羧基分别增加3个
D.O原子数目减少1个
【解析】 肽键数=氨基酸数-肽链数。某 ( http: / / www.21cnjy.com )三十九肽中共有丙氨酸4个,氨基酸共39个,肽键数=氨基酸数-肽链数=39-1=38个;现去掉其中的4个丙氨酸,得到4条长短不等的多肽,这4条长短不等的多肽中,共含氨基酸35个,肽键数=氨基酸数-肽链数=35-4=31个,该过程中,肽键数目减少7个。现去掉其中的4个丙氨酸,得到4条长短不等的多肽,这4条长短不等的多肽中C原子减少12个。多肽中的氨基数=肽链数+R基中的氨基数,去掉的4个丙氨酸的R基中无氨基,所以去掉其中的4个丙氨酸,得到的4条长短不等的多肽中的氨基数=肽链数+R基中的氨基数=4+R基中的氨基数,该过程的叙述中,氨基数增加3个。同理该过程的叙述中,羧基数增加3个。去掉丙氨酸相当于水解多肽,所以要有水分子为原料;每水解1个肽键需要消耗1个水分子(为脱水缩合的逆过程),由于水解前后肽键总数目减少7个,所以需要消耗7个水分子,增加7个氧原子;又由于要减少4个丙氨酸,每一个丙氨酸中有2个氧原子,所以要减少8个氧原子;所以,氧原子的数目减少为1个。
【答案】 A
8.在下列四个试管中分别加入一些物质, ( http: / / www.21cnjy.com )甲试管:豆浆;乙试管:氨基酸溶液;丙试管:牛奶和蛋白酶;丁试管:人血液中的红细胞和蒸馏水。上述四个试管中加入双缩脲试剂振荡后,有紫色反应的是( )
A.甲、丁 B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙 D.甲、丙、丁
【解析】 双缩脲试剂鉴定的本质是肽键,蛋白酶也属于蛋白质。
【答案】 D
9.(2013·丽水高一测试)下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是( )
A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关
B.已知某化合物含有C、H、O、N等元素,可以推断此物质一定为蛋白质
C.蛋白质中有些具有防御功能,如抗体;有些具有接受信息的功能,如受体。抗体与受体都具有专一性
D.蛋白质分子中含有几个肽键就为几肽
【解析】 蛋白质多样性与肽链空间 ( http: / / www.21cnjy.com )结构有关,与氨基酸的空间结构无关,A项错误。含C、H、O、N的化合物可能是蛋白质,也可能是其他化合物,B项错误。抗体只与特异性的抗原结合;受体只与特定的信号分子结合,它们都具有专一性,所以选C项。蛋白质分子由几个氨基酸组成就为几肽,D项错误。
【答案】 C
10.下列有关核酸的叙述,不正确的一项是( )
A.核酸中的RNA决定细胞的遗传特性
B.核酸包括DNA和RNA
C.核酸是生物体中的一种生物大分子
D.核酸控制细胞的生命活动
【解析】 核酸是生物遗传信息的携带者,是生物的遗传物质,分为DNA和RNA,属生物大分子,核酸中的DNA决定细胞的遗传特性。
【答案】 A
二、非选择题
11.(2012·杭州高一检测)某外毒素为环状肽,结构式如图所示,据图回答问题:
(1)该化合物中含有________个游离的氨基,______个游离的羧基。
(2)组成该化合物的氨基酸有________种,其中重复出现的R基是________,请写出氨基酸的结构通式________。
(3)该化合物含有________个肽键。
(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是________。
(5)该外毒素在环状肽形成过程中失去了________个水分子,相对分子质量减少了________。
【解析】 (1)题图为环状肽,且R基中不含氨基和羧基,所以该化合物中游离的氨基和羧基数都为0。
(2)(3)氨基酸的种类是由R基的种类决定的,图中共有7个肽键,含有7个氨基酸,其中R基共有5种,重复出现的R基是—CH3。
(4)结合氨基酸的结构通式,B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量就能计算出来。
(5)在蛋白质形成过程中,每形成一个肽键就脱去1分子水,图中含有7个肽键,共脱去7个水分子,相对分子质量减少了7×18=126。
【答案】 (1)0 0
(2)5 -CH3 H2NCHRCOOH
(3)7 (4)163 (5)7 126
12.[实验探究] 为研究 ( http: / / www.21cnjy.com )大豆种子萌发和生长过程中蛋白质的含量变化,某研究小组在25 ℃黑暗、无菌、湿润条件下培养种子,然后测定在不同时间种子和幼苗中蛋白质的含量,结果发现蛋白质的含量逐渐增多。下面是该小组设计的实验,请指出其错误之处。
(1)实验原理:蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应,其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
(2)实验材料:大豆种子、试管、酒精灯、三脚架、石棉网、蒸馏水、温度计等。
(3)实验步骤:
①将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出;各加入适量蒸馏水,研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液。
②取3支试管,编号1、2、3,分别加入等量的萌发1、5、9天的大豆的蛋白质制备液。
③在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A液和B液(按比例配制)的混合液,振荡均匀后,用酒精灯加热观察颜色变化。
(4)实验结果:1、2、3号试管中颜色依次加深。
错误之处________________________________________________________________________
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【解析】 本题考查学生对所给实验的分析与评 ( http: / / www.21cnjy.com )价能力。解答此类问题,可根据实验目的确定实验的变量后,再利用“五看”法对实验进行逐项分析。本实验的目的是研究并测定大豆种子萌发和生长过程中蛋白质含量的变化,所以该实验的自变量应为大豆种子萌发时间的长短,因变量为蛋白质与双缩脲试剂反应后产生紫色的深浅。首先看对照,本实验有3支试管作为对照,且设计合理;二看器材,蛋白质与双缩脲试剂反应不需要加热,所以实验材料中不应有酒精灯、三脚架、石棉网;三看条件,该实验条件控制合理;四看实验步骤,步骤③中双缩脲试剂的使用方法不正确,不应加双缩脲试剂A液和B液的混合液,应先加入A液制造碱性环境,再加B液3~4滴,且不需加热;五看实验结果,1、2、3号试管内颜色依次加深,验证了大豆种子萌发和生长过程中蛋白质含量逐渐增加的事实。
【答案】 实验材料不应有酒精灯、三脚架、石棉网。实验步骤中③不应加双缩脲试剂A液和B液(按比例配制)的混合液,而应先加A液制造碱性环境,再加B液3~4滴,不需要酒精灯加热。
组成生物体的原子和分子
如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.a的种类约有20种,b的种类有8种
B.a的结构通式可表示为RCHNH2COOH
C.A是人的遗传物质
D.A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同,B则不同
【解析】 根据图解可知: ( http: / / www.21cnjy.com )由N和C、H、O四种元素组成的小分子化合物是氨基酸,其种类约有20种,由氨基酸构成蛋白质(A);由C、H、O和N、P组成的小分子化合物是脱氧核苷酸(人体染色体的成分是DNA和蛋白质,不可能有RNA,所以排除b是核糖核苷酸的可能),其种类有4种,由脱氧核苷酸再形成DNA(B)。同一个体不同功能的细胞,其蛋白质的种类可以不同,但DNA相同。
【答案】 B
蛋白质的主要理化性质
1.两性
因为蛋白质是α氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,分子内存在—NH2和—COOH,所以蛋白质具有酸碱两性。
2.盐析
(1)概念:由于蛋白质分子的直径达到了胶体微 ( http: / / www.21cnjy.com )粒的大小,所以蛋白质溶液是胶体。加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来,这个过程叫盐析。
(2)机理及应用:盐析作用主要 ( http: / / www.21cnjy.com )破坏蛋白质的水化层,所以当盐析沉淀出的蛋白质重新用水处理时,沉淀重新溶解,性质不变。所以盐析是可逆反应。利用此法可以分离、提取蛋白质。
3.变性和凝固
(1)蛋白质的变性:蛋白质分子在一定的物理或化学因素的影响下,其分子结构发生改变,从而改变蛋白质的性质。
(2)蛋白质的凝固:蛋白质变性后就失去了 ( http: / / www.21cnjy.com )生理活性,也不再溶于水,从溶液中凝结沉淀出来的过程。高温灭菌消毒,就是利用加热使蛋白质凝固从而使细胞死亡。
4.水解反应
蛋白质在酸、碱或酶的作用下,能生成一系列的中间产物,最后生成α氨基酸。
5.显色反应
蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。例如,蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。
(2013·舟山高一期中)就蛋白质的理化性质回答下列问题:
(1)煮熟的鸡蛋白呈凝块状,这种现象叫做蛋白质的______作用,这种凝块能否用强酸或强碱再溶解?________。
(2)蛋白质的变性是由于其分子结构中发生了________,使结构紊乱。为了保持离体蛋白质的生物活性,一般可保存在________条件下。
【解析】 (1)蛋白质在强酸、强 ( http: / / www.21cnjy.com )碱和高温条件下都会变性,变性后的蛋白质不溶于水呈凝块状,这种现象叫蛋白质的热变性作用