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课标版 生物 第3讲 组成细胞的有机物,知识一 蛋白质与核酸 一、蛋白质 1.氨基酸的结构及其种类,(1)在生物体内构成蛋白质的氨基酸约有 20 种,其结构通式是 (2)氨基酸的结构特点:都至少含有 一个氨基和一个羧基 ,并且都有 一个氨基和一个羧基连接在 同一个碳原子 上。 (3)氨基酸的种类由 R基 决定。,(1)过程a名称: 脱水缩合 ;场所: 核糖体 。 (2)物质b: 二肽 。,2.多肽的形成,(3)结构c: 肽键 ,其结构简式为: 。 (4)H2O中H的来源: 羧基和氨基 。 (5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为 多肽 。 (6)蛋白质的结构层次:氨基酸 多肽 蛋白质,3.蛋白质结构多样性的原因 (1)氨基酸水平 (2)多肽水平:多肽链的 盘曲、折叠 方式及其形成的 空间结构 千差万别。,4.蛋白质的功能(连线) 轻松记忆 (1)巧记8种必需氨基酸 一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸) 本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)。,(2)蛋白质形成的四个“一”,二、核酸 1.填写核酸的结构层次,2.填写核酸的功能和分布 (1) (2)分布: a.观察原理 b.,轻松记忆 DNA结构的“五、四、三、二、一”,. 1.判断下列知识的正误。 (1)有些氨基酸不能在人体细胞中合成。(2012海南单科,1B)() (2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。(2012海南单科,1D)() (3)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性。(2012海南单科,2C)() (4)蛋白质是生物体内主要能源物质。(2013江苏单科,1B)() (5)胰岛素的功能取决于氨基酸的序列,与空间结构无关。(2011北京理综,4 C)() (6)用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布。(2014课,标,5D)() (7)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。(2014江苏单科,1 D)() (8)核酸是生物体储存遗传信息的物质。(2013江苏单科,1C)(),2.朊病毒蛋白(PrP)有两种:一种是PrPc,一种是PrPsc,它们的比较如下表:,由此可以推测这两种蛋白质表现出不同性质的原因是 ( ) A.溶解度不同 B.氨基酸的种类不同 C.空间结构不同 D.氨基酸的数量不同,答案 C 由表中信息可知,两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同, 由此可确定两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。,3.同为组成生物体蛋白质的氨基酸,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R基团的组成不同 B.两者的结构完全不同 C.酪氨酸的氨基多 D.精氨酸的羧基多 答案 A 氨基酸的结构和性质不同,在于R基的不同。,4.下列有关核酸的叙述中错误的是 ( ) A.生物体内具有遗传功能的大分子化合物 B.细胞内生命物质的主要成分之一 C.由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成 D.由核苷酸聚合而成的大分子化合物 答案 C 核酸的基本组成单位是核苷酸,一个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。根据五碳糖种类不同(核糖和脱氧 核糖),核酸分为DNA和RNA。,知识二 糖类与脂质 一、细胞中的糖类 1.功能:是 主要的能源物质 。,2.元素组成:只有 C、H、O 三种元素。,3.分类 单糖 二糖 多糖,二、细胞中的脂质,1.元素组成: 主要是C、H、O,有的含有N、P 。,2.种类及作用,1.判断下列有关叙述的正误。 (1)纤维素由葡萄糖构成。(2013广东理综,1C)() (2)葡萄糖在线粒体中合成。(2013广东理综,1A)() (3)脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分。(2014海南单科,2A)() (4)脂质具有携带遗传信息的功能。(2009广东单科,21D)() (5)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少。(2014海南单科,2C)() (6)脂质在核糖体、内质网和高尔基体上合成。(2014海南单科,2D)(),2.植物细胞和动物细胞中储存能量的糖类分别是 ( ) A.葡萄糖和纤维素 B.麦芽糖和乳糖 C.淀粉和糖原 D.纤维素和糖原 答案 C 在植物细胞中储存能量的糖类是淀粉,在动物细胞中储存能量 的糖类是糖原。纤维素是植物细胞壁的主要成分。葡萄糖、麦芽糖、乳 糖都是能源物质,但不是储能物质。,3.存在于RNA而不存在于DNA,存在于叶绿体而不存在于线粒体的糖类物 质分别是 ( ) A.核糖、葡萄糖 B.脱氧核糖、核糖 C.核糖、脱氧核糖 D.脱氧核糖、葡萄糖 答案 A 存在于RNA、DNA中的糖分别是核糖、脱氧核糖;葡萄糖存 在于叶绿体而不存在于线粒体,细胞利用葡萄糖供能时,进入线粒体的是丙 酮酸。,4.根据下列生物学事实回答问题: 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,作用。该物质属于 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 解析 脂肪以其体积小储能多而成为动植物体内良好的储能物质,同时 以其良好的弹性、绝缘隔热的特点,还有缓冲、减压、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,维生素D属于固醇类物质。,突破一 蛋白质与核酸的比较 1.蛋白质与核酸的区别,2.蛋白质与核酸的联系 (1)DNA、RNA和蛋白质之间的关系,(2)DNA多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系,1.组成蛋白质的氨基酸的判断方法 (1)判断依据:氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。 (2)判断方法: 从数量上看:至少有一个NH2和一个COOH,下列物质不属于构成 蛋白质的氨基酸: a.H2NCH2CH2OH缺乏羧基(COOH) b.,从位置上看,必须有一个NH2和一个COOH连在同一个碳原子上, 如下物质不属于构成蛋白质的氨基酸: 2.蛋白质合成过程中的相关计算 (1)m个氨基酸形成多肽(氨基酸平均分子量为a),注意:只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键,R基 上的氨基或羧基不参与肽键的形成。 由n个氨基酸构成一环状肽,则形成肽键数=失去水分子数=氨基酸数。 (2)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 游离氨基或羧基数目=肽链数+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 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。 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。,典例1 如图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及相互关系 图,请据图回答:,(1)请补充两种重要有机物A和E的元素组成: A. E. (2)D为 ,它彻底水解的产物是 。 (3)E具有多样性,其原因是:从B分析是由于 ,从A 分析是由于 。 (4)反应过程为 ,若b的平均分子量为r,通过反应过程形成m条 肽链,经盘曲折叠构成分子量为e的E,则E分子中肽键的数目是 。 (5)染色体是 的主要载体,它分布在 里。,解析 由图可观察到染色体由A和E组成,且“ADB E”, 故A、B、D、E分别是DNA、多肽、RNA、蛋白质。a、b分别是脱氧核 苷酸、氨基酸,组成元素分别为C、H、O、N、P和C、H、O、N。RNA的 基本组成单位为核糖核苷酸,彻底水解产物是磷酸、核糖、含氮碱基。 DNA的多样性决定着蛋白质的多样性。氨基酸通过脱水缩合形成多肽,脱 水数=肽键数=氨基酸数x-肽链数m,E的分子量e=rx-18(x-m),所以肽键数= 。,解题关键,答案 (1)N、P N (2)RNA 磷酸、核糖、碱基 (3)组成B的b种类、数量、排列顺序不同 组成A的a数量、排列顺序不同 (4)脱水缩合 (e-rm)/(r-18) (5)DNA(基因) 细胞核,1-1 在生物体内,某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中 X、Y代表元素,A、B、C代表生物大分子。据图分析正确的是 ( ) 人体中,单体a的种类有4种 X代表的元素是N、P,而Y代表的元素一定有N 图中A和C是组成染色体的主要成分,若C是由n个单体c脱水缩合形成的,则相应的A片段中至少有6n个碱基对 导致组成某生物个体的细胞出现稳定性差异的根本原因是其核内A分 子中基因选择性表达 A. B. C. D. 答案 B 解析 由图可知,大分子物质A、B、C分别表示DNA、mRNA和蛋白质; 单体a、b、c分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸;X代表的元素是 N和P,Y代表的元素一定有N。人体中有4种脱氧核苷酸;若C是由n个单体c 脱水缩合形成,则相应的A片段中至少有6n个碱基,而碱基对至少为3n个。 组成某生物个体的细胞出现稳定性差异的根本原因为基因选择性表达。,1-2 某六十肽中有2个丙氨酸(C3H7O2N),现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如 图)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均为游离态正常存在。下 列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述,错 误的是 ( ) A.肽键数目减少4个 B.氢原子数目增加8个 C.氨基和羧基分别增加4个 D.氧原子数目增加2个 答案 D,解析 1个丙氨酸左右有2个肽键,脱掉2个丙氨酸肽键数目减少4个。该 过程得到3条短肽链和2个游离的丙氨酸,3条短肽链增加了2个氨基和2个 羧基,2个游离的丙氨酸增加2个氨基和2个羧基,氨基和羧基分别增加4个, 增加的氨基、羧基中氢原子和氧原子分别为12个和8个,又因为水解过程 肽键减少4个,减少了4个氢原子和4个氧原子,所以氢原子数目增加8个,氧 原子数目增加4个。,突破二 糖类、脂质的种类与作用 1.糖类的不同分类 (1)按化学性质分 (2)按功能分 细胞的重 要组成成分,细胞生命活动的主要能源物质:葡萄糖 细胞的储能物质:淀粉、糖原 2.糖类、脂质的分类,3.糖类与脂质的比较,疑难诊室 相比糖类,为什么脂肪氧化放能多? (1)有氧呼吸的第三阶段是H与O2结合生成水,并释放大量能量,因此物质 中氢含量越高,氧化分解时释放能量越多。 (2)脂肪的含氢量远高于糖类和蛋白质,因此等质量的糖类、脂肪、蛋白质 氧化分解时,脂肪消耗O2最多,释放能量也最多。,典例2 如图所示为构成细胞的元素及化合物,a、b、c、d代表不同的小分 子物质,A、B、C代表不同的大分子物质,请分析回答下列问题。 (1)物质a是 ,检验物质a的常用试剂是 。在动物细胞内, 与物质A作用最相近的物质是 。若物质A在动物、植物细胞中均 可含有,并且是细胞内最理想的储能物质,不仅含能量多而且体积较小,则A,是 。 (2)物质b是 。若某种B分子含有2条直链肽链,由18个b分子(平均 相对分子质量为128)组成,则该B分子的相对分子质量大约为 。 (3)物质c在人体细胞中共有 种,分子中 的不同决定了c的 种类不同。 (4)物质d是 ,d和 、维生素D都属于固醇类物质。 解析 从图中信息“植物细胞内特有的储能物质”可判断A为淀粉,进而 判断a为葡萄糖;从“核糖体的主要成分”这一信息及元素组成可判断B是 蛋白质、C是核糖核酸,b是氨基酸、c是核糖核苷酸;从“促进生殖器官发 育,激发并维持雄性动物第二性征”这一信息可判断d是雄性激素。葡萄,糖是还原糖,可用斐林试剂进行检验。动物细胞内与淀粉作用相似的物质 是糖原。动植物体内都有的储能物质为脂肪。由18个氨基酸形成的2条多 肽链构成的蛋白质,其相对分子质量为18128-(18-2)18=2 016。人体内共 有4种核糖核苷酸,核糖核苷酸种类由含氮碱基决定。固醇类物质包括性 激素、胆固醇和维生素D等。 答案 (1)葡萄糖 斐林试剂 糖原 脂肪 (2)氨基酸 2 016 (3)4 含氮碱基 (4)雄性激素 胆固醇,2-1 下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是 ( ) 答案 A 解析 B项中蔗糖不属于还原糖,葡萄糖、果糖不属于二糖。C项中脂肪,不能包含固醇。D项中固醇属于小分子物质。,2-2 根据下表分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异,以下说法错 误的是 ( ),A.同质量下,脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多 B.脂肪中的H的比例是12% C.XY D.脂肪中H的比例较高,所以释放能量较多,答案 C 解析 脂肪中含C、H、O三种元素,由题可知,脂肪中H的比例为12%,比 糖类中H的比例高,脂肪和糖类氧化分解时,H与O2结合生成水,并释放大 量的能量,所以XY。,突破三 实验 观察DNA、RNA在细胞中的分布 1.实验原理 (1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同 显示DNA和RNA 在细胞中的分布 (2)盐酸,2.实验流程,3.几种试剂在实验中的作用,知能拓展 生物实验中需现用现配的试剂 (1)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时使用的吡罗红甲基绿染色剂。 (2)鉴定还原糖时使用的斐林试剂。,(3)“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”时染色体染色使用的醋酸洋红 溶液。,典例3 关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的叙述,不正确的 是 ( ) A.利用紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞做实验材料时可以观察到红色区域较 大,主要位于细胞质中 B.含RNA的区域被吡罗红染色剂染成红色 C.实验过程中,需要先在低倍镜下选择染色均匀且色泽浅的区域移至视野 中央 D.质量分数为8%的盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分离 解析 紫色洋葱鳞片叶不宜做该实验的实验材料,因紫色的液泡会干扰 对红色细胞质的观察;RNA主要分布于细胞质中,DNA可被甲基绿染色剂,染成绿色,RNA可被吡罗红染色剂染成红色;实验过程中,需要先在低倍镜 下选择染色均匀且色泽浅的区域移至视野中央;盐酸可改变细胞膜的通透 性,加速染色剂进入细胞,同时又有利于染色质中DNA与蛋白质分离。 答案 A,3-1 下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的叙述,正确的 是 ( ) A.染色时先用甲基绿染色剂,后用吡罗红染色剂 B.使用盐酸的主要目的是杀死细胞 C.冲洗时的速度要迅速 D.水解之前要将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干 答案 D 解析 “观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,在进行染色时应使 用甲基绿吡罗红混合染色剂;使用盐酸的主要目的是破坏细胞膜的通透性, 有利于着色,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离;冲洗时应用缓水流,速,度不可太快,防止细胞被冲走;在水解之前需烘干涂有口腔上皮细胞的载玻片。,
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