2.1
细胞中的元素和化合物导学案
【学习目标】
1．结合材料分析，列举组成细胞的化学元素的种类并依据含量对元素进行分类。(重点)
2．通过细胞鲜重中各类化合物含量的比较分析，了解细胞中主要化合物的种类及含量。
3．通过实验分析，尝试设计检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验。(难点)
【自主预习】
生物体总是有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身，分析下面材料，探究相关知识。
1．组成细胞的元素种类
材料一 细胞中常见的化学元素有20多种，这些元素在无机自然界都能找到，下面表1为地壳和人体中含量较多的元素的比较表，表2为人体和玉米所含元素占细胞干重的质量分数(%)。
表1
元素
地壳
细胞
元素
地壳
细胞
C
0.087
18.0
H
0.76
10.0
O
48.60
65.0
Si
26.3
极少
N
0.003
3.0
表2
元素
玉米
人
元素
玉米
人
C
43.57
55.99
S
0.17
0.78
H
6.24
7.46
K
0.92
1.09
O
44.43
14.62
Ca
0.23
4.67
N
1.46
9.33
Mg
0.18
0.16
P
0.20
3.11
(1)由表1可以看出：组成生物体内的任何一种元素都可以在无机自然界找到，说明生物界和非生物界具有统一性。同一种元素在人体细胞中的含量和地壳中含量不同，这体现了生物界和非生物界的差异性。
(2)由表2可得出结论：不同生物体内所含元素种类基本相同；不同生物体内每种化学元素的含量不同；同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中C、H、O、N四种元素所占比例较大。通常我们把含量占万分之一以上的元素称作大量元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，含量在万分之一以下的元素称作微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
材料二 几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼就足够了。
(3)由材料二分析，钼等微量元素虽然含量少，但是对生物体具有重要的作用，不可缺少。
2．如图为组成人体细胞的主要元素占鲜重和干重的比例图，据图分析回答问题。
组成人体细胞的主要元素(占细胞鲜重的百分比)
组成人体细胞的主要元素(占细胞干重的百分比)
(1)在鲜重条件下细胞中含量最多的元素是O，其次是C、H、N；在干重条件下，细胞中含量最多的元素是C，则说明C是构成细胞的最基本元素。
(2)无论在鲜重还是干重条件下，组成细胞的元素中都有并且含量最多的是C、H、O、N、P、S六种，因此把它们称作组成细胞的主要元素。C、H、O、N四种元素是构成化合物和细胞结构的基本元素。
(3)是不是生物体内含有的元素不是大量元素就是微量元素？
答案：无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如果不是生物体必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。
组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，下图表示细胞中主要化合物的含量，结合该图分析：
1．由上图可知，鲜细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质，含量最多的无机化合物是水。水是生命之源，缺少了水生命活动就无法进行。
2．如果是在干细胞中，含量最多的化合物是蛋白质，含量最多的有机化合物是蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用。
3．有机化合物和无机化合物有什么区别？
答案：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。
4．根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，请把下面的生物材料进行分类：富含糖类______；富含脂肪______；富含蛋白质______。
①玉米种子 ②牛奶 ③甘蔗的茎 ④鸡蛋 ⑤花生种子 ⑥甜菜的根 ⑦蓖麻种子 ⑧大豆种子 ⑨苹果
答案：①③⑥⑨ ⑤⑦ ②④⑧
不同生物组织中化合物的种类和数量有一定的差别，我们可以利用某些特殊的显色反应进行检测，请结合教材实验进行分析：
1．实验原理
(1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋斐林试剂―→砖红色沉淀
(2)脂肪＋苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液―→橘黄(红)色沉淀
(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色沉淀
2．实验材料的选择
本实验是显色反应，因此选择实验材料时有两个要求：一是要富含待检测的化合物；二是要颜色较浅(无色或白色最佳)。根据此要求，对提供的材料进行选择和分类：
①苹果 ②花生种子 ③豆汁 ④梨 ⑤鸡蛋清 ⑥甘蔗汁 ⑦玉米种子 ⑧芝麻种子 ⑨西瓜汁
(1)适合还原糖检测的有①④；
(2)适合脂肪检测的有②；
(3)适合蛋白质检测的有③⑤。
3．完成下面的实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
(2)脂肪的检测和观察(以花生为例)
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液―→橘黄色
方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)。
(3)蛋白质的检测和观察
4．实验讨论
(1)比较斐林试剂和双缩脲试剂。
斐林试剂
双缩脲试剂
甲液
乙液
A液
B液
成分
0.1
g/mL
NaOH溶液
0.05
g/mL
CuSO4溶液
0.1
g/mL
NaOH溶液
0.01
g/mL
CuSO4溶液
鉴定物质
可溶性还原糖
蛋白质
添加顺序
甲乙两液等量混匀后立即使用
先加入A液1_mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀
反应条件
水浴50～65℃加热
不需加热，摇匀即可
反应现象
组织样液变砖红色
组织样液变紫色
(2)还原糖和蛋白质鉴定中出现的颜色变化及原因。
①用斐林试剂鉴定还原糖的实验：因加入的斐林试剂中含Cu2＋，故溶液变成浅蓝色，加热后，部分Cu2＋被还原为砖红色的Cu2O，因二者混合故呈现棕色，随着反应的继续进行，Cu(OH)2被全部还原为Cu2O，故而出现砖红色的沉淀。
②用双缩脲试剂鉴定蛋白质的实验：加入双缩脲试剂A液，溶液为无色；加入双缩脲试剂B液，因含有Cu(OH)2，故呈现浅蓝色，振荡均匀后，由于反应的进行，出现紫色的络合物。
5．实践应用
(1)糖尿病患者尿液中含有葡萄糖，肾炎患者尿液中一般含有蛋白质，这两种疾病可以分别用斐林试剂和双缩脲试剂来检测。
(2)脱脂淡奶粉中不含糖类和脂肪，受到老年人的喜爱，要检验某种脱脂淡奶粉是否合格，可能用到哪些试剂？
答案：符合要求的脱脂淡奶粉应该无糖和脂肪，因此要用到斐林试剂和苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液；同时还应该含有丰富的蛋白质，要用双缩脲试剂来检测
【互动探究】
1．连一连
①苹果汁
a．苏丹Ⅲ染液
Ⅰ.砖红色沉淀
②马铃薯汁
b．斐林试剂
Ⅱ.橘黄色
③花生子叶
c．双缩脲试剂
Ⅲ.蓝色
④鸡蛋清
d．碘液
Ⅳ.紫色
答案：①—b—Ⅰ ②—d—Ⅲ ③—a—Ⅱ ④—c—Ⅳ
【课堂练习】
1．中国第25次南极科考队在南极进行了为期5个月的科学考察，科考队在南极发现了大量奇异的新物种，那么在它们体内最基本的化学元素和含量最多的化学元素是( )
A．C和O
B．O和C
C．C和N
D．O和H
答案：A
2．如图，胡杨生活在西北干旱地区，水母生活在水中。这两种生物的细胞中含量最多的化合物分别是( )
A．蛋白质 水
B．水 蛋白质
C．蛋白质 蛋白质
D．水 水
答案：D
3．近几年有关奶粉安全的事件频发，奶粉的抽检也越发的重要。如果要鉴定某品牌的脱脂淡奶粉是否为伪劣产品，不需要使用的化学试剂是( )
A．双缩脲试剂
B．斐林试剂
C．苏丹Ⅲ染液
D．红墨水
答案：D
4．根据“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题：
(1)鉴定成熟苹果果肉中是否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。
(2)鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，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，这是因为_______________。
(3)本实验注意事项：
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用于实验。
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________，以免实验后粘住试管壁，不易刷洗。
答案：(1)斐林试剂 砖红色 (2)苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅲ能溶解在酒精中 (3)①分别配制、储存 ②质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.01
g/mL的CuSO4溶液 ③烧杯底部 实验者或他人 ④太大2.2
生命活动的主要承担者-蛋白质导学案（1）
【学习目标】
1．通过各类模拟多肽链结构的比较，阐述蛋白质结构多样性的原因。(难点)
2．结合实例分析，描述蛋白质的功能。(重点)
【自主预习】
生物界的蛋白质种类多达1010～1012种，20种氨基酸是如何形成如此种类丰富的蛋白质的呢？下图中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，分析各图代表的含义，归纳蛋白质多样性的原因。
1．蛋白质结构多样性的原因
(1)图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
(2)图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
(3)图丙说明：氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同。
(4)图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
2．氨基酸的排列与多肽种类的计算
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：
(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸足够的情况下，可形成三肽的种类为27种，可形成二肽的种类为9种。
(2)A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下形成三肽的种类为6种，形成二肽的种类为6种。
蛋白质是生命活动的承担者，多种多样的蛋白质执行着各种复杂的功能，请结合教材和材料探讨蛋白质的相关功能。
1．羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。这说明：有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。
2．人的身体就像一座复杂的化工厂，一切生理代谢、化学反应都是由酶参与完成的，而酶绝大多数是具有生物催化作用的蛋白质，如胃蛋白酶等消化酶(如图)。这说明蛋白质具有催化作用。
3．红细胞内的血红蛋白(如图)具有运输氧的功能，说明有些蛋白质具有运输载体的功能。
4．动物体内还存在着另一种活性物质——激素，如胰岛素(如图)等大多数也属于蛋白质，他们通过向靶细胞传达信息，起到能够调节机体生命活动的作用。这说明有些蛋白质具有信息传递和调节功能。
5．人体内的抗体(如图)是蛋白质。抗体是活跃在血液中的一支“突击队”，具有保卫机体免受细菌和病毒的侵害，提高机体抵抗力的作用。说明蛋白质具有免疫作用。
6．每克蛋白质在体内氧化分解可产生17.9
kJ(4.3
kcal)能量。一般成人每日约有18%的能量来自蛋白质，但糖与脂肪可以代替蛋白质提供能量。这说明蛋白质也能为生命活动提供能量。
【互动探究】
下面的食物中，富含各种不同结构的蛋白质，味道也各不相同。
组成蛋白质的氨基酸只有20种，为什么蛋白质的种类却成千上万呢？
【课堂练习】
1．鸡蛋煮熟后，蛋白质失去活性，原因是高温破坏了蛋白质的( )
A．肽键
B．肽链
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破坏或断开，从而使其空间结构遭到破坏，影响其功能。
答案：C
2．蛋白质是细胞中重要的有机化合物，以下关于蛋白质的说法正确的是( )
①所有的酶都是蛋白质 ②大多数抗体是蛋白质 ③所有的抗原都是蛋白质 ④部分激素是蛋白质 ⑤生物膜上的载体都是蛋白质
A．①②⑤
B．②③④⑤
C．④⑤
D．②⑤
解析：有的酶是RNA；抗体都是蛋白质，并非所有的抗原都是蛋白质。
答案：C
3．一个由20种、500个氨基酸组成的蛋白质，它的氨基酸的排列顺序可能有( )
A．20500种
B．50020种
C．10
000种
D．2020种
答案：A
4．下列关于蛋白质的叙述中，错误的是( )
A．不同的蛋白质分子其氨基酸的排列顺序不同
B．各种蛋白质均含有20种氨基酸
C．蛋白质分子具有多种重要的功能
D．蛋白质是生物体一切生命活动的承担者
解析：A项属于蛋白质多样性的原因之一，正确；C、D项是关于蛋白质功能的叙述，均正确；构成蛋白质的氨基酸约有20种，但不是各种蛋白质都含有20种氨基酸，也可以少于20种。
答案：B
5．生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是( )
A．组成肽键的化学元素不同
B．组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同
C．氨基酸排列顺序不同
D．蛋白质的空间结构不同
解析：蛋白质分子的多样性取决于四个方面，即组成蛋白质的氨基酸种类不同、氨基酸数目不同、氨基酸排列顺序不同、蛋白质分子空间结构不同。组成肽键的化学元素是相同的，都有C、H、O、N。
答案：A2.4
细胞中的糖类和脂质导学案
【学习目标】
1．通过材料分析，总结糖类的种类和作用。(重点)
2．结合生活实例，说出脂质的种类和作用。
3．综合分析各类大分子物质和单体的关系，明白生物大分子以碳链为骨架。(重、难点)
【自主预习】
糖类是生物体内主要的能源物质，生物体内含有很多种糖。请分析下面材料，结合教材内容完成下列问题。
1．观察下面几种常见的单糖结构式，结合教材思考：
(1)观察上述单糖可以看出糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的。
(2)像核糖和脱氧核糖，含有5个碳原子称为五碳糖，葡萄糖、果糖和半乳糖等含有6个碳原子称为六碳糖，均是不能再水解的糖类，称为单糖。单糖可直接被细胞吸收。
(3)人在患急性肠炎时，往往静脉输入葡萄糖的原因是葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被称为“生命的燃料”。核糖和脱氧核糖是组成RNA和DNA的物质，他们都分布于细胞中。另外，果糖分布于植物细胞中，半乳糖分布于动物细胞中。
2．观察几种二糖的组成示意图，结合教材思考：
(1)由材料可以看出，二糖均是由一分子葡萄糖和另一分子单糖脱一分子水组成的，分子式为C12H22O11。
(2)发芽的小麦等谷粒中含量丰富的麦芽糖是由葡萄糖和葡萄糖脱水缩合而成的。
(3)在甜菜和甘蔗里含量丰富的蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合而成的。
(4)在人和动物乳汁里含量丰富的乳糖则是由葡萄糖和半乳糖脱水缩合而成的。
3．下图是一个汉堡中的几种多糖的组成
(1)由资料可以看出生物体内常见的多糖有淀粉、糖原和纤维素三种，它们均是由葡萄糖通过脱水缩合(反应)连接形成的。其中，储存在植物体内的淀粉和分布在人和动物肝脏和肌肉中的糖原是生物的储能物质；而纤维素是构成植物细胞壁的成分。
脂质是指一类在化学组成和分子结构上差异很大，不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等脂溶性有机溶剂的有机物。结合教材内容，分析下面材料并回答问题。
1．脂肪
材料一 与糖类类似，脂肪也由C、H、O三种元素组成，所不同的是脂肪含氧量远远少于糖类，而H的含量更多。据分析，1
g脂肪氧化分解可释放出约39
kJ的能量，1
g糖原氧化分解可释放出约17
kJ的能量，但1
g脂肪在体内储存所占的体积是1
g糖原的1/5。
材料二 生活在海洋中的鲸、海豹等皮下有厚厚的脂肪层，起保温作用。另外，脂肪还广泛分布在肠系膜、腹腔大网膜等处，对内脏器官起保护作用。
(1)脂肪的元素组成是C、H、O：固醇类物质还含有N元素，而磷脂中还含有P等元素。
(2)与糖原相比，为什么脂肪是良好的储能物质？
答案：①由于脂肪中含碳和氢量比糖类多，因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多，释放出来的能量也多，产生的水也多。②单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。
(3)分析材料二，并归纳脂肪的其他功能。
答案：脂肪除是细胞内良好的储能物质外，还具有保温作用，缓冲和减压作用。
2．磷脂和固醇
材料一 细胞膜的化学组成基本相同，主要由脂质、蛋白质和糖类组成。各成分含量分别约为50%、40%、2%～10%。膜脂质主要由磷脂、胆固醇构成。在大多数细胞的膜脂质中，磷脂占总量的70%以上，胆固醇不超过30%。胆固醇还参与血液中脂质的运输，但过多摄入会在血管壁上沉积，造成血管阻塞，危及生命。
材料二 维生素D又被称为“阳光维生素”，经常晒太阳会使人体内的胆固醇转化成维生素D。16～19世纪终年不见阳光的“雾都”伦敦，很多工业区随处都可以看到方颅、串珠肋、鸡胸或漏斗胸，出现O形或X形腿的小孩。
(1)据材料一分析，细胞膜中含有哪些脂质物质？
答案：磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的主要成分，胆固醇也是细胞膜的重要成分。
(2)由材料二可知，维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。它与胆固醇和性激素同属于脂质中的固醇类物质。
【互动探究】
1.
淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在化学性质上有很大差异？
2.常见的还原糖和非还原糖有哪些？
【课堂练习】
1．用水解法研究下列物质，水解终产物不都是葡萄糖的是( )
①淀粉 ②蔗糖 ③乳糖 ④麦芽糖
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
解析：淀粉、麦芽糖、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖，水解终产物均只有葡萄糖一种产物；蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖，乳糖是由葡萄糖和半乳糖形成的二糖。
答案：B
2．淀粉、纤维素和糖原的共同特征是( )
A．都是细胞内储存能量的主要物质
B．都含有C、H、O、N
4种元素
C．基本组成单位都是五碳糖
D．基本组成单位都是六碳糖
解析：淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位都是葡萄糖，葡萄糖是一种六碳糖．
答案：D
3．淀粉、纤维素、RNA和脂质都含有的元素是( )
A．C、H、O
B．C、H、O、N
C．C、H、O、N、P
D．C、O、N、P、S
解析：淀粉、纤维素的组成元素为C、H、O，核酸含有C、H、O、N、P，可见三者共有的元素为C、H、O，组成脂质的主要元素是C、H、O。
答案：A
4．人体内胆固醇可以转化为( )
A．生物激素
B．甲状腺激素
C．胰岛素
D．维生素D
解析：阳光照射下，人体内胆固醇可以转化为维生素D，维持人体正常新陈代谢。
答案：D
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，是构成细胞膜的重要成分
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．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
D．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物
解析：选项A，磷脂是由C、H、O、N、P五种元素组成的，它是构成细胞膜的重要成分；选项B，性激素的化学本质是固醇，属于脂质；选项C，脂肪不仅存在于动物细胞中，在植物细胞中也有，如花生种子；选项D，脂质存在于所有细胞中，因为磷脂是构成细胞膜的重要成分。
答案：D
6．下列图中关于动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是( )
解析：还原糖不包括蔗糖，葡萄糖和果糖不属于二糖；固醇和磷脂都是脂质的一种；固醇不属于生物大分子。
答案：A
7．根据下列生物学材料回答问题：
材料1 熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解利用，维持生命活动。
材料2 生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪层可厚达4
cm。
材料3 幼儿常晒太阳，可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D，预防佝偻病。
(1)材料1说明脂肪是________________，分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有________和________的作用。
(2)材料2说明脂肪具有________作用。
(3)材料3说明维生素D具有________________________________的作用。该物质属于________类物质，除此之外脂质还包括____________和____________。
解析：脂肪以其体积小、储能多的特点而成为动物体内主要的储能物质；同时以其良好的弹性、绝缘隔热的特点在生物体内起到良好的缓冲、减压和保温作用。皮肤中的胆固醇在紫外线照射下转化成的维生素D可以促进人体小肠对Ca、P的吸收，它属于固醇类物质。
答案：(1)良好的储能物质 缓冲 减压 (2)保温 (3)促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 固醇 脂肪 磷脂2.2
生命活动的主要承担者-蛋白质导学案（1）
【学习目标】
1．说出氨基酸的结构特点及氨基酸形成蛋白质的过程。(重点、难点)
2．概述蛋白质的结构和功能。(重点)
3．认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
【自主预习】
氨基酸是组成蛋白质的基本单位，在生物体中构成蛋白质的氨基酸约有20种，下面是部分氨基酸的化学结构图，由图可以看出：
1．各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸还含有S元素。由此推知，蛋白质的结构中，一定含有C、H、O、N四种元素，可能含有P和S元素，还可能含有Fe等微量元素，如血红蛋白。
2．观察各种氨基酸的共同点会发现：每种氨基酸分子都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上。
3．结合以上共同点，在下面画出氨基酸结构的通式(各氨基酸的不同部分用R基表示)。
答案：
4．观察天冬氨酸和赖氨酸的结构，分析为什么说每个氨基酸“至少”含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)?
答案：可以看到，天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基，因此氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，所以说每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。
氨基酸是如何形成结构复杂的蛋白质的呢？下面是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程，结合教材完成探究过程。
1．描述从氨基酸到蛋白质的形成过程
氨基酸→二肽(由两个氨基酸缩合而成的化合物)→多肽(由多个氨基酸缩合而成，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构)→盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质分子。
(1)肽：脱水缩合所形成的化合物。几肽以组成的氨基酸数来命名，如二肽、三肽、多肽。
(2)肽链：多肽所呈的链状结构。
【互动探究】
(1)若三个氨基酸发生脱水缩合形成一条链脱去2分子水，形成2个肽键，产物称作三肽。
(2)若是m个氨基形成一条肽键，会脱去m－1分子水，形成m－1个肽键，产物是多肽。
(3)若是m个氨基酸形成2条链，会脱去m－2分子水，形成m－2个肽键。
(4)若是m个氨基酸形成n条链，会脱去m－n分子水，形成m－n个肽键。
4．假设氨基酸的平均分子量为a，则m个氨基酸形成n条链时，所形成肽链的分子量为ma－18(m－n)。
5．二肽中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；三肽中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；一条m肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条链构成的蛋白质中，至少含有n个游离的氨基和n个游离的羧基。
【课堂练习】
1.
据下图所示的化合物结构简式，请回答问题：
(1)该化合物中有________个氨基和________个羧基。
(2)该化合物由________种氨基酸构成，形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是________。
(3)该化合物是由________个氨基酸失去________分子的水形成的，这种反应叫做________。
(4)该化合物中有________个肽键，编号是________，该化合物属于________。
(5)该化合物水解时被破坏的是________。
答案：(1)2 2 (2)3 bdg (3)3 2 脱水缩合反应
(4)2 ce 三肽 (5)肽键
2.
中科院上海生化所于1982年5月合成了脑啡肽，它具有镇痛作用，但不会像吗啡那样使患者上瘾，是一种良好的镇痛药物，受到广大患者的欢迎。它的结构简式如下，根据此结构分析回答：
(1)该化合物有________个氨基和________个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸结合，失去________分子水而形成的，这样的反应叫做________，该化合物准确地说应为________肽化合物。
(3)该化合物的R基从左到右依次是__________________________。
(4)该化合物由几种氨基酸构成？_________。造成氨基酸种类不同的原因是_______。
答案：(1)1 1 (2)5 4 脱水缩合 五
(3)
(4)4种 R基的差异2.5
细胞中的无机物导学案
【学习目标】
1．结合材料分析，明确水在细胞中的存在形式和作用。(重点)
2．通过材料分析，总结出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(重、难点)
【自主预习】
水是生命之源，没有水就没有生命，请结合下列材料探究水的含量和功能。
表一 不同生物体中水的含量
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等植物
水的含量(%)
97
80～85
78
65
90
60～80
表二 人体中几种不同器官或组织中水的含量
组织、器官
牙齿
骨骼
骨骼肌
心肌
血液
水的含量(%)
10
22
76
79
83
1．水含量的分布规律
(1)表一说明：不同生物体内含水量不同，一般水生生物体内的含水量比陆生生物多。
(2)表二说明：同一生物体内，不同器官的含水量不同，一般代谢旺盛的组织、器官含水量多。
(3)教材35页图2－17说明：生物体在不同的生长发育时期含水量不同。
2．水的存在形式及功能
(1)干种子烘烤后会失去一部分水，这样的种子浸泡后不萌发，种子死亡。这说明细胞中的水一部分与细胞内的其他物质相结合，这一部分水叫做结合水，其功能是细胞结构的重要组成部分。大约占细胞内全部水的4.5%。
(2)干种子吸水后才能萌发：越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量高，从而使植物的抗寒性、抗旱性增强，以适应不良的环境条件。这说明结合水含量的高低与植物的抗逆性相关。
(3)由(1)说明细胞内含量为95.5%的水可以自由流动，以游离的形式存在，这部分水叫做自由水。
(4)自由水是细胞内良好的溶剂，许多种物质必须溶解在这部分水中才能反应；水是光合作用的原料说明细胞内的自由水作为反应物，参与许多生物化学反应。水在生物体内的流动(如血液)，可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞新陈代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外，这说明自由水具有运输营养物质和代谢废物的功能。
(5)收获的农作物的鲜种子晒干后，重量减轻，鲜种子晒干过程中失去的是自由水，新陈代谢速率将会减慢，有利于储存。由此说明，新陈代谢速率与自由水/结合水的比值有关，比值越大，代谢速率越快。
无机盐在细胞中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的有关知识。
1．材料一 一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图
由材料可以看出无机盐是某些化合物的重要组成成分。
2．材料二 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
由材料说明无机盐对维持细胞和生物体的正常生命活动有着重要的意义。
3．材料三 生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态。如果放到清水里，会吸水涨破。
由材料说明无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
4．材料四 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
上述材料说明，
无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。
【互动探究】
1．判断下列有关水的叙述的正误。
(1)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水。( )
(2)生物体内的化学反应离不开水。( )
(3)自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)×
2．判断下列关于人体内水和无机盐的叙述的正误。
(1)都可作为细胞的能源物质。( )
(2)都能维持细胞的生命活动。( )
(3)所有细胞中水和无机盐的含量相同。( )
(4)血钙过高会引起抽搐。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
【课堂练习】
1．卷柏干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是( )
A．失去的水为自由水
B．虽失去结合水，但有特殊酶
C．此生物有特殊的结构
D．以上都不正确
答案：A
2．下列对于生物体内自由水的叙述不正确的是( )
A．生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质
B．不发生化学反应
C．生物体内各种化学反应的介质
D．植物越冬时，自由水含量降低
答案：B
3．某运动员比赛后化验，体液中Ca2＋含量太低，导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。这一事实说明Ca2＋的生理功能之一是( )
A．构成细胞结构的主要成分之一
B．维持细胞的正常形态
C．维持细胞的正常生理功能
D．调节渗透压和酸碱平衡
答案：C
4．下列有关无机盐的叙述，正确的是( )
A．人体细胞内液渗透压与无机盐有关，细胞外液渗透压与无机盐无关
B．细胞中的无机盐主要以化合物形式存在
C．细胞进行脂肪、DNA、RNA
等物质合成时都需要磷酸盐
D．K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用
答案：D
5．植物的种子都有一定的寿命，在低温、低湿、低氧的环境下可适当延长种子的贮藏时间。种子要安全贮藏，首先应晒干。问题是：种子贮藏时，种子的含水量是否越低越好呢？现以贮藏一年为标准，设计实验证明之。
材料用品：含水量分别为1%、5%、9%、13%、17%的水稻种子各100粒，恒温箱5个，培养皿，纱布若干。
实验步骤：
(1)将5份种子分别置于5个恒温箱中(20℃)保存一年，在这期间应注意________。
(2)保存期满后，在相同的条件下测定5份种子的发芽率，应提供的条件有_________。
含水量
1%
5%
9%
13%
17%
发芽率
0
30%
95%
88%
0
(3)上表为所测得的发芽率，含水量为1%的水稻种子发芽率为零，原因是__________。
含水量为17%的水稻种子发芽率为零，原因是______________________________。
(4)该实验的结论是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)密闭、适时通风
(2)适宜的温度、充足的水分、充足的空气(或氧气)
(3)含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去活力
含水量过高，种子呼吸较旺盛，易霉变，失去活力
(4)种子的含水量必须保持在一定范围内才利于贮藏，过高或过低都会使种子失去活力2.3
遗传信息的携带者-核酸导学案
【学习目标】
1．了解核酸的分类和基本功能。
2．结合核酸的基本单位和化学成分比较DNA和RNA的异同点。(重点)
3．通过实验，观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。(重难点)
【自主预习】
核酸分为DNA和RNA两种，这两种核酸在细胞中是如何分布的呢？我们可以用染色法进行观察。据教材相关内容，完成下列填空。
1．原理
(1)染色→显示核酸分布情况。
(2)水解：盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
2．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、染色剂等
3.实验步骤
核酸和蛋白质一样，也是生物大分子，那么核酸是怎样构成的呢？试结合教材内容，完成下图并回答下面的问题。
图3
1．由图1可知，核酸的基本组成单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。
2．由图2分析可知，图中各结构中化合物的元素组成：
(1)磷酸含有H、O、P三种元素；
(2)脱氧核糖含有C、H、O三种元素；
(3)腺嘌呤等含氮碱基含有C、H、N等元素。综上所述，核酸是由C、H、O、N、P五种元素组成的。
3．由图2可知，五碳糖分为脱氧核糖和核糖两种，第一种比第二种少一个氧原子。核酸因糖不同也分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种。
4．由图3分析
(1)RNA特有的含氮碱基是尿嘧啶(U)。
(2)DNA和RNA共有的含氮碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
(3)DNA和RNA共有的结构还有磷酸。
5．观察图3思考核酸的组成
每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。DNA是由脱氧核糖核苷酸连接而成的长链，RNA则由核糖核苷酸连接而成。在绝大多数生物体的细胞中，DNA是由两条脱氧核苷酸链构成。RNA由一条核糖核苷酸链构成。
【互动探究】
1.本实验能否选用植物叶肉细胞或哺乳动物成熟的红细胞作实验材料？
2．该实验中的盐酸有什么作用？
3．实验步骤中，用盐酸水解处理之后，染色之前要冲洗，为什么这样做？
【课堂练习】
1．所有的核苷酸分子中都含有( )
A．核糖
B．含氮碱基
C．脱氧核糖
D．葡萄糖
解析：核苷酸分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸，脱氧核苷酸由A、G、C、T四种碱基及脱氧核糖、磷酸组成，核糖核苷酸由A、G、C、U四种碱基及核糖、磷酸组成，所以所有的核苷酸分子中都含有磷酸、含氮碱基，故B项正确。
答案：B
2．下列四种核苷酸中，不可能在RNA中找到的是( )
解析：本题主要考查DNA和RNA的组成单位。T是DNA特有的碱基，U是RNA特有碱基，故答案为B。
答案：B
3．根据概念图，下列叙述正确的是( )
＋＋→→
A．①表示的碱基有5种
B．②表示核糖
C．④表示核糖核苷酸
D．④表示脱氧核糖核苷酸
解析：⑤是DNA，则④是脱氧核糖核苷酸，②就是脱氧核糖，①是构成DNA的4种碱基(A、T、G、C)。
答案：D
4．如图为某核苷酸长链的示意图，下列相关叙述中，错误的是( )
A．图中所示为脱氧核苷酸长链
B．2为脱氧核糖
C．4为胞嘧啶脱氧核苷酸
D．5只能在细胞核中找到
解析：DNA不仅存在于细胞核中，在细胞质中也含少量DNA。
答案：D
5．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，加入质量分数8%盐酸的目的不包括( )
A．改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞
B．使染色体中的DNA与蛋白质分离
C．杀死细胞，有利于DNA与染色剂结合
D．水解DNA
解析：本题考查“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中盐酸的作用。真核细胞中的DNA主要分布于细胞核中，要想染色成功必须用盐酸杀死细胞，改变细胞膜通透性，此外，盐酸还能使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
答案：D
6．如图表示生物体内的某种物质，请分析回答：
(1)A包括________等元素。
(2)B的名称叫________，一分子的B是由________、________、________组成的。
(3)C的作用是________________________________________。
(4)可利用________________对细胞进行染色，在显微镜下观察到D、E在细胞中的分布，物质D被________染成_______色，物质E被_______染成________色。
答案：(1)C、H、O、N、P (2)核苷酸 一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮碱基 (3)遗传信息的携带者；对生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用 (4)甲基绿和吡罗红混合染色剂 甲基绿 绿 吡罗红 红
