第二章 组成细胞的分子分章节 课件（131张PPT）

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第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞的中的元素和化合物
农作物的生长需要施氮、磷、钾肥；人体需要补钙、铁、锌等。以获取相应的元素用于细胞的生命活动，那么组成细胞的元素有哪些？
新知导入
素养导航：
1.能说出组成细胞的主要元素都来自自然界但又与无机环境不同。
2.能说出细胞中主要化合物的种类、细胞的大量元素和主要微量元素。
3.会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
思考：比较组成地壳和组成细胞的部分元素，你能发现什么问题？
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分
元素含量（%）表
*Si在某些植物中含量较高，如硅藻、禾本科植物等。
问题探讨 P16
生物界和非生物界组成元素种类基本相同
统一性
生物界和非生物界组成元素含量有很大差别
差异性
生物界与非生物界的
统一性和差异性
一、组成细胞的元素 P16-17
1.组成细胞的化学元素，常见的有____多种。
20
组成细胞的元素
2.根据含量的多少分为:
大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
微量元素：含量占生物体总重量万分之一以下的元素。
C H O N氮P磷S硫K钾Ca钙Mg镁等 Fe Mn B Zn Mo Cu等
基本元素
主要元素
最基本元素
Fe(铁)Mn(锰)B(硼)Zn(锌)Mo(钼)Cu(铜)
铁猛碰新木桶
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
细胞总重
细胞除去水后的重量
O>C>H>N
C>O>N>H
知识补充
近日，小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。
通过分析,你能得出什么结论呢
微量元素(锌)是生物体不可缺少的必需元素;
在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的.
资料分析
思考：举出生活中常见的元素缺乏相关病症有哪些？
二、组成细胞的化合物 P17
思考：组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢
化合物
分类 种类 质量分数/%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
70%－90%
1%－1.5%
7%－10%
1%－2%
1%－1.5%
蛋白质
脂质
糖类和核酸
（1）占细胞鲜重最多的化合物是______；
（2）占细胞鲜重最多的有机物是__________；
（3）占细胞干重最多的化合物是__________。
水
蛋白质
蛋白质
想一想：
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18-P19
甘蔗
黄豆
蔗糖含量多
脂质含量多
蛋白质含量多
想一下以下食物中哪些化合物的含量多？
不同生物组织的细胞中各种化合物含量是有差别的，有的还相差悬殊，因此我们需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配。
芝麻
1. 实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18-P19
(1)糖类的检测
①还原糖＋ 。
②淀粉＋碘液 → 。
(2)脂肪的检测：脂肪＋
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋ → 紫色。
斐林试剂
砖红色沉淀
蓝色
橘黄色
双缩脲试剂
50-65℃
梨
葡萄
白萝卜
实验材料的选取原则：
①材料本身白色或近于白色，以避免对实验结果产生干扰。
②富含还原糖、脂肪或蛋白质等相关物质，以使实验现象明显。
2. 实验选材 我们该如何选取实验材料呢？
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18-P19
蛋清
豆浆
鸡肝
① 还原糖的检测：还原性糖+斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
甲液：0.1g/ml NaOH
乙液：0.05g/ml CuSO4
注意：等量混合，现配现用
还原糖：
【单糖（葡萄糖、 果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖）、麦芽糖、乳糖】
苹果、梨 甘蔗、甜菜 马铃薯 西瓜汁
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18-P19
斐林试剂是甲液NaOH和乙液CuSO4混合后才可使用，因为其反应原理是还原糖中的醛基被Cu（OH）2氧化，Cu（OH）2被还原成Cu2O。
不能用酒精灯直接加热
还原糖的检测和观察
紫色
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18-P19
② 蛋白质的检测：蛋白质+双缩脲试剂 →
取材： 黄豆
试剂：双缩脲试剂：A液（0.1g/mlNaOH 溶液）
B液（0.01g/mlCuSO4 溶液）
蛋清稀释液
稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上
双缩脲试剂是使用时先加A液，再加B液，先提供碱性条件下，再与Cu2+反应生成络合物，所以要先加A液。
蛋白质的检测和观察
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
作用
成分
使用方法
原理
反应条件
检测还原糖
检测蛋白质
甲液:0.1g/mL NaOH
乙液:0.05g/mL CuSO4
A液:0.1g/mL NaOH
B液:0.01g/mL CuSO 4
甲液与乙液等量混合使用，
现配现用，
先加 1mL A液，再加 4滴 B液，
Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。
蛋白质在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。
水浴加热(50~65℃)
常温，不加热
比较斐林试剂和双缩脲试剂
橘黄色
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18-P19
③ 脂肪的检测：脂肪+苏丹Ⅲ染液 →
取材： 花生种子
试剂：苏丹Ⅲ染液
脂肪被苏丹Ⅲ染成橘黄色
脂肪的检测和观察
酒精的作用是洗去浮色
(1)西瓜、番茄等都含有较多的糖，因此可用于还原糖的鉴定(　　)
(2)甘蔗富含糖，是做还原糖鉴定的理想材料(　　)
(3)非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象是溶液为无色(　　)
×
×
×
课堂检测
非还原糖如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
1. 下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是
A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的
鉴定
B.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液后再加入乙液
C.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液，要混合均匀，再加入含样品
的试管中，且现配现用
√
典题应用
课堂检测
课堂小结
2.2 细胞中的无机物
第二章 组成细胞的分子
素养导航：
1.简述水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
1
细胞中的水
细胞中含量最多的化合物是水
水母97%
几种不同生物体水的含量
藻类90%
鱼类80-85%
蛙类78%
高等植物60-80%
哺乳动物65%
不同生物体内水的含量不同
（水生生物的含水量＞陆生生物的含水量）
人在不同发育时期的含水量
幼儿和成人体内的含水量
同一生物在不同的生长发育时期含水量不同
幼儿身体含水量＞成年人身体含水量
同一生物不同组织或器官含水量
牙齿10%
骨骼22%
骨骼肌76%
心脏79%
血液83%
同一生物不同组织或器官的含水量不同
1
细胞中的水
细胞、生物体内含水量的比较，说明了什么？
细胞中含量最多的化合物是水
不同生物体内的含水量不同
同一生物的不同生长发育时期的含水量不同
同一生物不同组织或器官的含水量不同
自然界中的水
液态
固态
气态
合作探究
1. 细胞中的水有几种存在形式，各形式水的含量是怎样的？
2. 不同形式的水起的作用是什么？
阅读教材P20-P21中的内容，思考以下两个问题
自由水
结合水
1、水在细胞中的存在形式、含量：
绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动（占全部水的95.5%）
与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水（占全部水的4.5%）
合作探究
1. 细胞中的水是以什么形式存在的，各形式水的含量是怎样的，各有何特点？
2. 不同形式的水起的作用是什么？
阅读教材P20-P21中的内容，思考以上几个问题
自由水的功能：
①细胞内的良好溶剂；
②参与细胞内生物化学反应；
③为细胞提供液体环境；
④运送营养物质、代谢废物
结合水的功能：
结合水是细胞结构的重要组成成分
1
细胞中的水
请从水分子结构的角度分析：
水为什么是细胞内的良好溶剂？
水为何能起到运输物质的作用？
它为什么具有支持生命的独特性质呢？
水的分子结构
水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
每个水分子可以与周围水分子靠氢键互相作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。
由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
1
细胞中的水
水分子的结构 水分子的功能
自由水
结合水
是细胞内的良好溶剂
参与细胞内的生化反应
运输营养和代谢废物
为细胞提供液体生活环境
是细胞结构的重要成分
新鲜豌豆种子
晒干的豌豆种子
谁的自由水含量更多？谁的新陈代谢更旺盛？二者有何联系？
一般而言，自由水含量越高，代谢越旺盛。
沙漠中的植物
热带雨林中的植物
谁的结合水含量更多？谁的抗逆性更强？二者有何联系？
一般而言，结合水含量越高，抗逆性（抗旱、抗寒等）相对越强。
1
细胞中的水
——自由水与结合水的关系
在一定条件下可以互相转换
自由水
结合水
抗逆性强
代谢旺盛
自由水/结合水比值相对越大，细胞代谢越旺盛，反之代谢越缓慢。结合水/自由水，比值相对越大，抗逆性越强。
例如：冬季随着气温的逐渐降低,植物体内发生了一系列适应低温的变化,如可溶性糖含量增加、细胞代谢减弱等。
当你烧掉一块木头后，会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是什么
无机盐
二、细胞中的无机盐
成分 质量浓度/g.L-1
蔗糖 30
其他糖类 10
柠檬酸 10
柠檬香精 0.8
NaCl 1.0
KCl 0.1
NaH2PO4 0.1
KH2PO4 0.1
NaHCO3 0.1
１.表中哪些成分属于无机盐？含量如何？
２.无机盐以什么方式存在于细胞中
３.为什么要在运动员的饮料中添加无机盐？　
运动员饮料中的化学成分
4.无机盐在细胞的生活中起什么作用？
少
主要离子，少数化合物的形式，少数以化合物的形式存在，如骨骼和牙齿中富含CaCO3
因为人运动时会出很多汗,出汗时会失去
很多无机盐,所以就要加盐补充。
问题探讨：
铁是血红蛋白的重要组分。
1.为什么植物缺镁会影响光合作用？
2.有一种贫血叫缺铁性贫血为什么人缺铁会导致贫血？
镁是叶绿素的重要组分。
思考与讨论
贫血都由缺铁引起的吗？
无机盐的作用
3.植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P,植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
原因： P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。
当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。
因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。　
功能1：无机盐是某些化合物的重要组成成分
思考与讨论
无机盐的作用
实例1：Na+、Ca2+等离子对于生命活动也是必不可少的。例如：
1.人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
2.哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,如果血血钙含量太低，动物会出现抽搐等症状。如果血钙过高则会肌无力。
功能2：对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。
血钙不足→抽搐
血钙过高→肌无力
思考与讨论
无机盐的作用
9%
0.09%
皱缩
膨胀
实例2：在医院打点滴的时候我们的药都是溶解在0.9%的NaCl中或者是葡萄糖溶液中。为什么是用0.9%的NaCl，高于或低于这个值行不行？
功能3：维持细胞渗透压
思考与讨论
无机盐的作用
实例3：大家都有这样的体会，进行剧烈运动时，会感到小腿很酸。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
缓冲对：H2CO3／HCO3-，H2PO4-／HPO42-等
功能4：维持细胞的酸碱平衡
思考与讨论
无机盐的作用
二、细胞中的无机盐
（一）无机盐的功能
①一些化合物的重要组成成分
②维持细胞和生物体的生命活动
③维持细胞的酸碱平衡
④维持细胞的渗透压平衡
一、细胞中的水
二、细胞中的无机盐
水的含量上的特点
水在细胞中的存在形式
水的重要功能
自由水与结合水之间的相互转化
无机盐在细胞中的存在形式及含量
无机盐的功能
课堂小结
细胞中的糖类和脂质
素养目标
1.概述糖类的种类和作用；
2.阅读课本举例说出脂质的种类和作用。
3.举例说出糖类和脂质的相互转换。
细胞培养
思考
科学家在体外培养动物细胞时，绝大多数情况下，会在培养基中添加葡萄糖。对于培养的细胞来说，葡萄糖可能起什么作用？
为细胞生命活动提供能量。
糖类是重要的能源物质，细胞中的糖类有哪些呢？
一、细胞中的糖类
1、糖类的功能：
是重要的能源物质
你能说一说生活中常见的糖有哪些吗？
白糖(蔗糖)
冰糖(蔗糖)
葡萄糖
这些糖有什么共同特点？是不是所有的糖类都是甜的？
甜的物质一定是糖吗？
馒头(淀粉)
米饭(淀粉)
棉花(纤维素)
木糖醇
淀粉、纤维素不甜，但也是糖；
木糖醇很甜，但不是糖。
这些糖都是甜的；
任务 阅读课本23--25页，小组合作完成以下问题：
一、细胞中的糖类
1.细胞中的糖类元素组成是？糖又被称为 简写式？可以分为哪几类？
2.糖类是重要的能源物质，是不是所有的糖都是能源物质？
3.常见的单糖有哪些？如何区分这些单糖？分布如何？各自有什么作用？
4.常见的二糖有哪些？分布如何？作用？
5.常见的多糖有哪些？分布如何？作用？
6.动、植物细胞共有的糖有哪些？植物细胞特有的糖有哪些？动物细胞特有的糖有哪些？
根据能否水解及水解产物分子数
糖的分类：
糖类
单糖
二糖
多糖
不能水解的糖，可被细胞直接吸收
水解后生成两分子单糖的糖
水解后生成多个单糖的糖
一般由C、H、O三种元素构成。
种类 举例 分布 (动植物) 功能
单糖 五 碳 糖
六 碳 糖
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
果糖 C6H12O6
半乳糖 C6H12O6
葡萄糖 C6H12O6
细胞中都有
植物细胞中
细胞中都有
动物细胞中
组成RNA的成分
组成DNA的成分
细胞生命活动所需要的主要能源物质 ——“生命的燃料”
提供能量
提供能量
细胞中都有
一、细胞中的糖类
问题2：常见的单糖有哪些？如何区分这些单糖？
单糖不能水解的糖，可直接被细胞吸收。单糖都是还原糖
单糖是如何形成二糖的？
二糖（ C12H22O11 ）：
由两分子单糖脱水缩合而成
—OH
H—C—C—C—C—C—C
O
H
H
H
H
H
H
OH
OH
OH
OH
C—C—C—C—C—C
O
—OH
H
H
H
H
H
H
OH
OH
OH
OH
H—
C6H12O6
C6H12O6
H2O
—
单糖
单糖
二糖
脱水缩合
水解
二糖
麦芽糖：
蔗糖：
乳糖：
由两分子葡萄糖组成。
由一分子葡萄糖和一分子果糖组成。
由一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成。
葡
萄
糖
果
糖
葡
萄
糖
葡
萄
糖
半
乳
糖
葡
萄
糖
问题3：常见的二糖有哪些？分布如何？
在发芽的小麦等谷粒中含量丰富(植物细胞中)。
在甘蔗、甜菜中含量丰富。
在人和动物乳汁中含量丰富。
思考：二糖可以直接被人体吸收供能吗？哪些是还原糖？
(植物细胞中)
(动物细胞中)
作用：都能提供能量
问题4：常见的多糖有哪些？分布如何？作用？
※生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在，由单糖聚合而成。多糖都不是还原糖
思考：为什么人类很难消化纤维素，营养学家还将其列为人类“第七类营养素”呢？
纤维素能促进胃肠蠕动和排空，多吃一些富含膳食纤维的食物，排便就会通畅，减少患大肠癌的机会。还有利于降低过高的血脂和血糖等，从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。
思考：所有的多糖的基本单位都是葡萄糖吗？
几丁质（壳多糖）基本单位：乙酰葡萄糖胺
思考：几丁质（壳多糖）的功能有哪些？
多糖(C6H10O5)n：水解后能够生成许多单糖的糖
思考：为什么多糖有相同的组成单位，功能却相差很大？
淀粉、糖原、纤维素中葡萄糖连接方式不同。
种类 分布 功能
多糖 基本单位是葡萄糖
基本单位不是葡萄糖
淀粉
（最常见的多糖）
粮食作物的种子、马铃薯、山药、甘薯等植物的变态茎或根以及一些植物果实。
纤维素
肝糖原
肌糖原
糖原
几丁质
（壳多糖）
棉、棕榈、棉麻等植物中，其他植物茎秆和枝叶，植物细胞壁中。
动物的肝脏
动物的肌肉组织中
甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
植物细胞中重要的储能物质
结构物质，构成植物细胞壁的重要成分，支持保护
动物细胞的储能物质，调节血糖
为动物细胞储存和提供能量
1.与重金属离子结合用于废水处理；2.制作食品的包装纸和食品添加剂；3.制造人造皮肤
问题4：常见的多糖有哪些？分布如何？作用？
（1）按其归属分类
植物细胞特有的糖：
动物细胞特有的糖：
动植物细胞共有的糖：
核糖、脱氧核糖、葡萄糖
半乳糖、乳糖、糖原
果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
（2）按功能分类
细胞生命活动的主要能源物质：
储能物质：
结构物质：
葡萄糖
淀粉、糖原
核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质
（3）按还原性分类
还原性糖：
非还原糖：
单糖（葡、果、半）、麦芽糖、乳糖
蔗糖，多糖（淀粉、糖原、纤维）等
注：1.糖类是重要的能源物质，但不是所有的糖都是能源物质。纤维素、核糖、脱氧核糖就是结构物质。
2.糖类只有水解成单糖，才能被人体吸收。
3.细胞中的单糖、二糖一般有甜味,而多糖如淀粉、糖原、纤维素则没有甜味。
思考
细胞培养
在培养脂肪细胞时，即便没有向培养基中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴,这说明什么？
细胞可以将葡萄糖转化为脂肪。
脂肪是脂质的一种，细胞中含有哪些脂质？
阅读教材p25-27，找到下列问题的答案
1.脂质的元素组成
2.脂质的化学性质
3.脂质的分类及功能
二、细胞中的脂质
第4讲 糖类、脂质与核酸
PART.02
主要是C 、H、O，有些还含有N、P。
2、化学性质：
通常不溶于水，溶于脂溶性有机溶剂。
如丙酮、氯仿、乙醚等
3、分类：
1、元素组成:
脂质
①脂肪
②磷脂
③固醇类
胆固醇
性激素
维生素D
——存在所有细胞中，组成细胞和生物体的重要有机物。
（2）基本单位:。（1）元素组成:。（3）结构特点：1甘油+3脂肪酸1脂肪+3H2O酶即三酰甘油又称甘油三酯C、H、O（4）功能：①脂肪是细胞内良好的储能物质。②脂肪是良好的绝热体，起到保温的作用。③分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用。②不饱和脂肪酸①饱和脂肪酸（含双键）思考：糖类和脂肪的元素组成都是C、H、O，为什么相同质量的糖类和脂肪彻底氧化分解，释放的能量不同呢？
1g糖原分解
kJ能量
17
1g脂肪分解
kJ能量
39
与糖类相比，脂肪分子含氧量远远低于糖类，而氢的含量更高，相同质量的糖类和脂肪，脂肪彻底氧化分解消耗的氧气更多，产生的水更多，释放的能量更多。
1、元素：3、功能：2、分布：C、H、O、N、P构成细胞膜、多种细胞器膜的重要成分人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子1、元素组成：
只有C、H、O
2、种类及作用：
胆固醇
性激素
维生素D
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
构成动物细胞膜的重要成分，
参与血液中脂质的运输。
动脉粥样硬化
注意：人体皮肤中的胆固醇在紫外线的照射下会转变为维生素D。
晒太阳能补钙？
说明细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。
糖类
脂肪
糖类充足时，大量转化
糖类供能不足或代谢障碍时，少量转化
且糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。
三、糖类与脂质的相互转化
三、糖类与脂质的相互转化
种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
拓展
种子类型变化 非油料作物种子 (如小麦) 油料作物种子
(如大豆)
种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪
种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
种植油料作物种子时要播种得浅一些。因为脂肪中O含量低，H高；氧化分解时需要的O2多，产水多。
细胞中的三大能源物质——
主要能源物质————
重要能源物质————
细胞中的储能物质——
动植物细胞共有的储能物质——
植物细胞特有的储能物质——
动物细胞特有的储能物质——
糖类、脂质、蛋白质
糖类
葡萄糖
脂肪
淀粉
糖原
总结：细胞中的能源物质、储能物质
脂肪、淀粉、糖原
课堂练习
c
糖类一般由C、H、O组成，糖类能大量转化为脂肪，脂肪只有在糖代谢发生障碍、能量供应不足时，才会少量转化为糖类
糖类和脂质是细胞中重要的化合物，下列相关叙述正确的是（ ）
A．糖原、淀粉和脂肪均可作为动物细胞中的储能物质
B．脂肪和糖类的组成元素均为C、H、O，二者可大量相互转化
C．固醇可组成细胞的结构，也可参与细胞间的信息传递
D．牛羊等食草动物可利用自身消化酶将纤维素分解成葡萄糖来获取能量
淀粉不能
牛羊等食草动物自身缺乏分解纤维素的酶，无法将纤维素分解成葡萄糖
从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。
问题探讨
讨论
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
素养
目标
社会责任
科学思维
生命观念
分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。
阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位，说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。
蛋白质是细胞中含量最高(7%-10%)的有机物，是生物体内重要的营养物质。
也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。
细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才有作用。
组成生物体的常见蛋白质有哪些？蛋白质承担着怎样的功能呢？
(1)蛋白质是生命活动的 。
主要承担者
一、蛋白质的功能
活动1：阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能
蛋白质功能 举例
1.构成细胞和生物体结构的重要物质(结构蛋白)
2.催化功能
3.运输功能
4.调节功能（信息传递）
5.免疫功能（防御功能）
结构蛋白（如：羽毛、肌肉、
头发等主要成分是蛋白质）
绝大多数酶是蛋白质
（如：胃蛋白酶）
如：血红蛋白（运输O2）
如：胰岛素（调节血糖）
如：抗体（抵御抗原的侵害）
一、蛋白质的功能
蛋白质功能承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？
结构
功能
决定
二、蛋白质的基本组成单位
问题探讨
2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？
这种手术缝合线的胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸
因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
氨基酸
（一）氨基酸的种类
二、蛋白质的基本组成单位
氨基酸
非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸
必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成的氨基酸，
必须从外界环境中获取
组成生物的21种氨基酸
甲硫氨酸，缬氨酸，赖氨酸，异亮氨酸，
苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。
（二）氨基酸的结构
问题1：分析氨基酸的元素组成
C、H、O、N，
有的还含S。
观察下面几种氨基酸的结构

讨论
问题2：这些氨基酸的结构具有什么共同的部分？
观察下面几种氨基酸的结构

讨论
（二）氨基酸的结构
组成蛋白质的氨基酸，都具有如下结构
如果用“R”表示各氨基酸的不同部分，则氨基酸分子的结构通式如下：
氨基
羧基
侧链基团（R基）
中心碳原子
（二）氨基酸的结构
每种氨基酸分子　　 都含有　　　 （　　　）和　　　 （　　　 ）
且都有一个氨基和一个羧基连接在　　　　　　 上。
这个碳原子上还连接一个 和一个 ，这个侧链基团用R表示。
各种氨基酸的区别在于 的不同,不同氨基酸性质不同，是由R基决定的。
至少
一个氨基
-NH2
一个羧基
-COOH
（三）氨基酸的结构特点
同一个碳原子
R基
氢原子
侧链基团
如何理解“至少”？
氨基
羧基
侧链基团（R基）
羧基写法：-COOH,-C-OH
O=
R基写法：-R
1.下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有几种（ ）
A.4； B.3； C.2； D.1
B
氨基酸的主要判断依据:
看是否有 -NH2和-COOH，且连在同一个“C”上
阅读教材P30-32相关内容,完成以下问题：
1.氨基酸如何构成蛋白质的？
2.蛋白质为什么多种多样？
3.蛋白质的变性
4.关于蛋白质的计算
三、蛋白质的结构及其多样性
C
H
C
H
COOH
NH2
C
O
H
N
H
OH
（一）氨基酸的结合
R1
R2
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式
（1）这种结合方式叫作什么？
脱水缩合
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
（2）连接两个氨基酸分子的化学键是什么？
氨基酸的结合方式
脱水缩合
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
（3）两个氨基酸脱水缩合后形成的化合物还是氨基酸吗？
氨基酸的结合方式
脱水缩合
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
（4）第三个氨基酸如何连接在二肽上呢？
氨基酸的结合方式
脱水缩合
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽键
三肽
H2O
（5）结合后形成的化合物叫做什么？
氨基酸的结合方式
脱水缩合
2个氨基酸形成二肽时，脱去 分子水，形成 个肽键。
3个氨基酸形成三肽时，脱去 分子水，形成 个肽键。
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。（通常链状，又叫肽链）。
1
1
2
2
归纳：①肽的命名和氨基酸数目什么关系？
①肽键数与脱去水分子数什么关系？
由几个氨基酸构成就叫做几肽。
肽键数=脱水数
1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸
二肽
蛋白质
三肽
多肽
......
→
→
→
脱水缩合
脱水缩合
盘曲折叠
具有生物活性
一般不具有生物活性
（二）由氨基酸形成蛋白质
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
一条多肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构
②有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键，如：二硫键相互结合在一起。
-SH + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H
2.由氨基酸形成蛋白质

思考·讨论
2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质 人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。
这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽……多肽，由多肽链构成人体蛋白质。
人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。
【思考】下列四组图解分别表示2种不同的蛋白质分子，其中□和○各代表一种氨基酸。试分析每组中蛋白质分子结构不同的原因
甲
丙
乙
丁
蛋白质分子结构多样性的原因：
氨基酸角度：组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同；
多肽链角度：多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
种类不同
数目不同
排列顺序不同
肽链盘曲折叠方式不同

思考·讨论
3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。
10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。
氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，是蛋白质种类多种多样的原因。
蛋白质结构
蛋白质功能
决定
圆饼状
红细胞
镰刀状
红细胞
血红蛋白
的谷氨酸
血红蛋白
的缬氨酸
运输氧气能力正常
运输氧气能力下降
4.蛋白质结构与功能的关系
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
蛋白质的变性指的是蛋白质受某些物理或化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
变性结果：生物活性丧失；容易聚集沉淀，更易水解。但肽键没有破坏，故仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
【拓展】蛋白质的变性
高温、紫外线等
强酸、强碱、重金属盐、乙醇等
吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？
思考？
高温使蛋白质分子的其空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。
5
蛋白质的盐析、水解、变性
蛋白质的结构及其多样性
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出可逆
变性
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸
水解
氨基酸顺序 ，肽键 ，
空间结构 ，功能 。
不可逆
不变 不变
改变 改变
肽键数
脱去水分子数
氨基酸数
2
1
1
3
2
2
………….
3
3
4
n
n-1
n-1
1条肽链：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-1
四 与蛋白质相关的计算
1、肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：
如果有n个氨基酸形成2条肽链的化合物，则要脱去______分子水、形成_____个肽键。
n-2
n-2
如果有n个氨基酸形成m条肽链的化合物，则要脱去______分子水、形成_____个肽键。
肽键数=
脱去水分子数=
氨基酸数－肽链数
n-m
n-m
结论1
环肽：
肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
1、血红蛋白分子由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，那么该分子中含有的肽键数和脱去的水分子数分别是（ ）
A 、 570和570
B 、 572和570
C 、 574和574
D 、 578和578
A
3、如图表示一个由153个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的 是 (　　)
A.该分子中含有152个肽键
B.该分子形成过程中，产生了153个水分子子
C.该分子中有1个氨基酸侧链基团含硫
D.该分子彻底水解将产生153种氨基酸
变式训练
B
2、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
COOH
R6
蛋白质中氨（羧）基数=
1
+ R基上氨（羧）基数
1
至少含有的氨（羧）基数=
1条肽链：
2、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
H
C
H
R5
COOH
C
C
CH2
O
N
H
S
S
2HC
C
C
R6
O
N
H
C
H
C
R7
O
N
H
H
C
H
COOH
R8
NH2
结论2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数
蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。
2、多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基呢？（ ）
A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5
D
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
3、蛋白质相对分子质量的计算：
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
结论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
3、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨基酸的平均分子量）－（失去的水分子数×水的分子量）。
【例】组成人体的21种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为（ ）
A.73472； B.12800； C.63212； D.63140
C
完成大本P20 【案例示范】
不考虑R基，由3个氨基酸构成的1条多肽链含有多少个氧原子？
有4个O
3个氨基酸
脱水缩合
共3×2=6个O
脱掉2个O
4、关于O原子和N原子数的计算
方法一：
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
多肽链+ 2H2O
2.5 核酸是遗传信息的携带者
第二章 组成细胞的分子
【 问题·探讨 】
DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。
DNA携带遗传信息，不同个体的遗传信息不同。
因此，DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。
2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用？
1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
DNA指纹检测
亲子鉴定、人类起源、物种的亲缘关系
(一)素养目标
1.阐述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。
2.简述DNA和RNA的区别与联系。
3.概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点。
一 核酸的种类及其分布
问题1. 核酸包括哪几类？
问题2. DNA和RNA分布在细胞中的什么部位？
核酸
DNA
RNA
（脱氧核糖核酸）
（核糖核酸）
真核细胞：主要分布在细胞核，少量在线粒体、叶绿体
主要分布在细胞质中
原核细胞：主要分布在拟核（环状DNA分子），少量在质粒
任务一 阅读教材34页第二段，尝试构建核酸的种类及其分布概念图。
任务二 阅读教材34-35页相关内容并结合图片，完成以下问题。
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
问题1 核酸由哪些元素组成？
问题2 核酸也是生物大分子，基本组成单位是什么
问题3 核苷酸由哪些分子组成？这几部分是如何连接的？
问题4 核苷酸有哪些种类？分类依据是什么？
C、H、O、N、P
核苷酸
核苷酸组成
一分子含氮碱基
一分子五碳糖
一分子磷酸
五碳糖
P
含N碱基
磷酸
1、核酸的基本单位：
核苷酸
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
O
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
O
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
OH
H
H
碱基
磷酸
脱氧（核糖）核苷酸
核糖核苷酸
根据五碳糖不同：核苷酸的类别
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
含Ｎ碱基
脱氧
核糖
磷酸
含Ｎ碱基
核糖
磷酸
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
U
尿嘧啶
DNA基本单位——脱氧核苷酸
RNA基本单位——核糖核苷酸
4种
4种
根据碱基不同：核苷酸的类别
任务三 阅读教材35页第一、二、三段，小组合作比较DNA与RNA在化学组成上的区别
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
2、 DNA与RNA的区别：
脱氧核糖
核糖
磷酸
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
DNA
RNA
据图思考：一共多少种五碳糖？多少种碱基？多少种核苷酸？
DNA是由 连接而成的长链，
RNA则是由 连接而成的长链。
一般情况，在生物体的细胞中，DNA为 链，RNA为 链。
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
双
单
2
5
8
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
？
组成元素 基本单位 核苷酸链 核酸
DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸(4种)
脱氧核苷酸长链
脱水缩合
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
任务四 结合右下图示连接方式，小组合作尝试由单个脱氧核苷酸构建脱氧核酸长链
3,5-磷酸二酯键
A
T
G
C
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
A
T
G
C
3’,5’磷酸二酯键
4种
4种
4种
4种
脱氧核苷酸的排列顺序千变万化，决定DNA多样性。
每个DNA分子的4种脱氧核苷酸特定的排列顺序，决定了DNA特异性。
特异性：
多样性：
脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序储存着遗传信息
脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序储存着遗传信息
不同个体的DNA中储存了不同的遗传信息
大多数生物的遗传信息就储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
DNA是遗传物质，携带遗传信息；而每个人的遗传物质有所区别。
DNA鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。
【P34】DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是：
DNA中1个碱基的替换，导致血红蛋白空间结构异常，异常的血红蛋白分子缺氧条件下易相互聚集，导致红细胞形态改变，造成镰状细胞贫血的发生。
核酸是细胞内携带遗传信息的物质，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。
核酸的功能 ：
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
任务五 阅读以下资料，结合前面所学小组合作总结核酸的功能
3、 核酸的功能：
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
比较项目 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）
组成元素 基本单位 名称 （4种） （4种）
组成 无机酸 磷酸 五碳糖
含氮碱基 A（腺嘌呤）、C（ ）、G（鸟嘌呤） T（ ） （尿嘧啶）
一般结构 两 条核苷酸链 一 条核苷酸链
分布 主要在 中， 、 内也少量含有 主要在细胞质中
以其为遗传物质的生物类群 细胞生物和DNA病毒 RNA病毒
脱氧核苷酸
脱氧核糖
胞嘧啶
U
胸腺嘧啶
细胞核
线粒体
叶绿体
C、H、O、N、P
任务六 小组合作对两种核酸进行比较
核糖核苷酸
核糖
二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸种类 碱基 种类 类型 核苷酸种类 碱基
种类
细胞 生物 真核细胞 DNA和RNA ____ ___ DNA 4 4
原核生物 DNA和RNA 8 5 _____ ___ ___
非细胞生物 (病毒) DNA病毒 DNA 4 4 _____ ___ ___
RNA病毒 RNA ___ ___ RNA 4 4
8
5
DNA
4
4
DNA
4
4
4
4
任务七 小组合作对原核生物及病毒的核酸类型比较
三 生物大分子以碳链为骨架
1、单体：
组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位
单糖
氨基酸
核苷酸
多糖
蛋白质
核酸
蛋白质、多糖、核酸都是生物大分子
2、多聚体：
每个单体都以若干个相连的 C 原子构成的 C 链为基本骨架，经脱水缩合而成的结构。
任务八 阅读教材36页，完成以下问题
单 体
多聚体
脱水缩合
水解
三 生物大分子以碳链为骨架
（1）以碳链为骨架的 等生物大分子，构成细胞生命的基本框架。
（2） 提供了生命活动的重要能源。
（3） 与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
（4）细胞中的化合物， 处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
多糖、蛋白质、核酸
糖类和脂质
水和无机盐
含量和比例
三 生物大分子以碳链为骨架
生物大分子的特点：
以碳链为基本骨架
碳是生命的最基本、最核心的元素，没有碳就没有生命
课堂小结
1.核酸的种类和分布
核酸是遗传信息的携带者
2.核酸的结构层次
3.核酸的功能——
DNA(主要分布在细胞核)
RNA(主要分布在细胞质)
元素组成：
C H O N P
小分子物质：
相互 连接
核苷酸
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A、C、G、T、U
脱水 缩合
核苷酸长链：
磷酸
二酯键
1条 或2条
核酸
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
双链
单链
携带遗传信息
4.生物大分子以碳链为骨架——
素养达标
1 判断题
（1）核苷酸包括DNA和RNA两类（ ）
（2）DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中（ ）
（3）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同（ ）
（4）核酸分子中，五碳糖：磷酸：含氮碱基=1:1:1（ ）
（5）病毒的遗传信息贮存在RNA中（ ）
（6）所有生物体内都含5种碱基、8种核苷酸、2种核酸（ ）
（7）真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质（ ）
×
×
×
×
√
×
×
素养达标
2.如图表示有关生物大分子的概念图，下列叙述错误的（ ）
A．若b为核糖核苷酸，则真核细胞中c主要存在于细胞核中
B．若b为葡萄糖，则c在动物肝脏和肌肉细胞中可能为糖原
C．若c具有参与组成细胞结构、运输等功能，则b为氨基酸
D．若c为DNA，则b为脱氧核苷酸，a为C、H、O、N、P
A
素养达标
拓展应用 3 随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益关注。一些厂家在核酸保健品的广告中用到类似的宣传语：一切疾病都与基因受损有关；基因是核酸片段；补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力。
（1）请对上述三段宣传语作出评析，指出其中的逻辑漏洞。
（2）如果有人向你推销核酸保健品，你将如何回应？
(1)“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对：
疾病有的是基因受损导致的，还有很多疾病是由细菌等病原体导致的
“基因是核酸片段”属于错误说法：
核酸包括DNA和RNA，除少数病毒外，基因是具有遗传效应的DNA片段。
“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”是混淆概念误导消费者：
素养达标
①人们吃的食物中已经含有很多核酸，不需要额外补充核酸，核酸也不是人体需要的营养物质
②人体内不缺乏合成核酸的原料
③人体细胞不会直接利用外来核酸，核酸是大分子化合物，要被消化分解为小分子才能被细胞吸收利用
④细胞内的基因修复有复杂的机制，补充核酸不会增强基因修复能力。
(2)向推销人员询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理；
运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识；
表明不会购买核酸保健品的态度