浙科版高中生物必修1分子与细胞第一章细胞的分子组成课时PPT课件

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第二节　生物大分子以碳链为骨架素养导学内容梳理随堂检测概念突破素养导学内容梳理1.糖类是细胞的主要能源物质(1)元素组成:大多数糖类由 三种元素组成。(2)分类:可以分为单糖、 和多糖。(3)种类及功能C、H、O二糖直接吸收葡萄糖脱氧核糖半乳糖核糖脱水缩合葡萄糖果糖麦芽糖葡萄糖半乳糖多共价键淀粉纤维素肝糖原肌糖原2.脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能(1)元素组成:主要由 三种元素组成,不过其中的 含量较糖类中的少。(2)种类及功能C、H、O氧原子储能抗低温防震各种膜细胞膜心脑血管钙和磷3.蛋白质是生命活动的主要承载者(1)蛋白质的功能①蛋白质不是 供给的主要来源,但功能多样,如肌肉中的 蛋白、头发中的 、红细胞中的 蛋白、种子中的 蛋白等,都具有特殊的生物学功能。②蛋白质的每种特定功能都取决于其特定的 。(2)组成蛋白质的氨基酸及其种类①组成元素: ,有的还含有 等。能量收缩角蛋白运输储备结构C、H、O、NS氨基(—NH2)②结构特点a.一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团,即一个 、一个 、一个H和一个R基团。b.氨基酸不同的决定因素: 的不同。③种类:约 种。(3)蛋白质的结构及其多样性①二肽的形成过程(模式图)②图示分析过程a名称: ;物质b名称: ;结构c名称: 。羧基(—COOH)R基团20脱水缩合二肽肽键(4)蛋白质分子多样性的原因①不同的多肽,它们的差别在于组成的氨基酸的 、 和 .不同。②蛋白质的种类差异还在于特有的 。(5)蛋白质的 并不稳定,会随温度的升高发生改变,蛋白质的生物学活性也会随之发生改变。4.核酸储存与传递遗传信息(1)组成元素: 。(2)基本单位:核苷酸。其组成成分: 、 、 。其中五碳糖有2种(包括核糖和 ),含氮碱基有5种(包括A、 、C、G、 )。种类数目排列顺序空间结构空间结构C、H、O、N、P磷酸基团五碳糖含氮碱基脱氧核糖TU(3)核酸的种类及功能①DNA:储藏的 控制细胞的所有活动,并且决定着细胞和整个生物体的 特性。与RNA相比特有的物质是 。②RNA:在 合成时所必需的,与DNA相比特有的物质是 。信息遗传胸腺嘧啶和脱氧核糖蛋白质尿嘧啶和核糖概念突破概念一　糖类是细胞的主要能源物质[概念情境]科学家发现一种叫“水熊虫”的动物,能耐受零下271 ℃的冰冻数小时(这时它的代谢速率几乎降至0)。此时,它们的体内会大量产生一种叫作海藻糖的二糖。实验证明该动物体液中的海藻糖可以使组织细胞避免因低温而造成的损伤。请思考以下问题。(1)海藻糖是动物体内广泛分布的一种二糖,在动物体内还有哪些二糖?提示:乳糖。(2)海藻糖能帮助“水熊虫”组织细胞免受低温损伤,这体现了糖类的一种独特功能,除此之外,你还能举例分析糖类的其他功能吗?提示:①作为细胞内的能源物质,如葡萄糖;②作为细胞内的储能物质,如糖原和淀粉;③作为植物细胞壁的组成成分,如纤维素;④作为核酸的组成成分,如核糖和脱氧核糖。(3)某同学欲检测海藻糖是还原糖还是非还原糖,你认为可以采用什么试剂?应如何操作?提示:采用本尼迪特试剂,将海藻糖溶液与本尼迪特试剂混合后进行水浴加热,若出现红黄色沉淀,则说明海藻糖是还原糖,若不出现红黄色沉淀,则是非还原糖。突破点1 糖类的种类及功能[典例1] 下列关于糖类及其生理作用的叙述中,正确的是(　 　)A.脱氧核糖只存在于细胞核中B.糖类物质都是细胞内的能源物质C.葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的糖D.发芽小麦种子中的1分子麦芽糖经水解可产生1分子果糖和1分子葡萄糖C解析:脱氧核糖是组成DNA的成分之一,原核生物和DNA病毒也有脱氧核糖的存在,细胞质中也有很少量的DNA,所以细胞质中也含有脱氧核糖;脱氧核糖、核糖和纤维素在生物体内是不供能的;发芽小麦种子中的1分子麦芽糖经水解可产生2分子葡萄糖。[技巧总结] 采用不同分类标准对糖进行分类(1)据“水解”结果可分为单糖、二糖和多糖。如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖为单糖;麦芽糖、蔗糖、乳糖为二糖;淀粉、糖原及纤维素为多糖。(2)据“性质”不同可分为还原糖、非还原糖。如麦芽糖、葡萄糖为还原糖,蔗糖为非还原糖。突破点2 生物组织中糖类的检测[典例2] 青苹果遇碘-碘化钾溶液显蓝色,熟苹果汁能与本尼迪特试剂反应,产生红黄色沉淀,这说明(　 　)A.青苹果中含淀粉不含糖类 B.熟苹果中只含糖类不含淀粉C.苹果转熟时淀粉水解为还原糖 D.苹果转熟时单糖合成淀粉C解析:淀粉属于多糖,青苹果遇碘-碘化钾溶液显蓝色,说明青苹果中含有淀粉;熟苹果汁能与本尼迪特试剂反应,产生红黄色沉淀,说明熟苹果中含有还原糖,但无法肯定不含淀粉;根据实验现象,可判断青苹果中主要含淀粉,苹果转熟时淀粉水解为还原糖。糖类的检测(1)原理:本尼迪特试剂可与可溶性还原糖(如葡萄糖、果糖)在水浴加热的条件下发生反应生成红黄色沉淀。淀粉遇碘-碘化钾溶液变蓝色。(2)实验操作①淀粉的检测知识储备②还原糖的检测概念二　脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能[概念情境]某同学查阅到与脂质结构、功能描述有关的三段材料。资料1:熊在入冬前要吃大量食物,这些食物在体内转化为油脂储存起来,冬眠时体内油脂进行分解,以维持生命活动。资料2:生活在南极寒冷环境中的企鹅体内油脂可厚达 4cm。资料3:幼儿晒太阳,可以使其皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D,起到预防佝偻病的作用。思考以下问题。(1)资料1和资料2说明油脂具有什么作用?提示:说明油脂是细胞内储能物质,具有保温作用。(2)油脂和大多数糖类都只有C、H、O三种元素,为何油脂能释放更多的能量?提示:油脂中C、H比例高,氧化分解消耗更多氧气,释放更多能量。(3)佝偻病患者对钙、磷吸收弱,试分析资料3中的维生素D能够预防佝偻病的原因。提示:维生素D能够促进人和动物对钙和磷的吸收,降低佝偻病的发病率。(4)生物学实验中,常用什么试剂检测油脂?提示:采用苏丹Ⅲ染液检测油脂。突破点1 脂质的种类及功能[典例1] (2019·浙江4月学考)脂质在细胞中具有独特的生物学功能。下列叙述正确的是(　 　)A.油脂可被苏丹Ⅲ染液染成紫色B.磷脂主要参与生命活动的调节C.胆固醇使动物细胞膜具有刚性D.植物蜡是细胞内各种膜结构的组成成分C解析:油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色;磷脂主要参与各类生物膜的构成;胆固醇存在于磷脂分子的尾部,使细胞膜具有一定的刚性;植物蜡主要起到保护植物细胞的作用。脂质的种类、分布及生理功能知识储备突破点2 糖类与脂质的比较[典例2] 根据表中分析同质量的油脂和糖类在氧化分解时的差异,以下说法错误的是(　 　)CA.相同质量条件下,油脂比糖类在氧化分解时耗氧量多B.油脂中的H的比例是12%C.相同质量的油脂和糖类氧化分解时产生的水量XY。糖类与脂质比较知识储备突破点3 检测生物组织中的油脂[典例3] 下列关于“检测生物组织中的油脂”活动的叙述,错误的是( 　)A.苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色B.生物组织必须制成薄片才能在显微镜下观察C.染色后需用95%的酒精溶液洗去多余的染料D.有可能观察到2个细胞之间的油脂滴C解析:苏丹Ⅲ染液使组织中的油脂呈橙黄色;生物组织材料必须制成薄片透光性才好,才能在显微镜下观察;实验中滴加50%的酒精溶液是为了洗去浮色;由于切片时,部分子叶细胞破损,油脂滴溢出,所以高倍显微镜下观察到的油脂滴不是全部存在于细胞中,有的位于组织细胞之间。油脂的检测知识储备(1)原理:苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色。(2)实验操作概念三　蛋白质是生命活动的主要承载者[概念情境]植物蛋白为素食者饮食中主要的蛋白质来源,可用以制成形、味、口感等与相应动物食品相似的仿肉制品。植物蛋白是人类膳食蛋白质的重要来源。谷类一般含蛋白质7%～12%,薯类含蛋白质2%～3%。某些坚果类如花生、核桃、杏仁和莲子等则含有较高的蛋白质(15%～30%),豆科植物如某些干豆类的蛋白质含量可高达40%左右,大豆在豆类中更为突出。从营养学上说,植物蛋白大致分为两类:一类是完全蛋白质,凡是含有各种必需氨基酸且比例适宜的蛋白质,称为完全蛋白质,如大豆蛋白质;另一类是不完全蛋白质,缺乏任何一种必需氨基酸的蛋白质,称为不完全蛋白质,绝大多数的植物蛋白质属于此类。请思考以下问题。(1)成人每天需补充蛋白质约60g,玉米的蛋白质含量约为9%,以玉米为主食的素食者能不能只依赖玉米来保证蛋白质的摄入量?提示:玉米的蛋白质为不完全蛋白质,素食者专食不完全蛋白质,会发生营养缺乏症,以玉米为主食时容易缺赖氨酸,必须兼食大豆蛋白质等。(2)缺少必需氨基酸会造成怎样的后果?提示:每种蛋白质都有特定的氨基酸序列,必需氨基酸缺乏会导致相关蛋白质不能正常合成。突破点1 蛋白质的结构与功能关系[典例1] 下列关于蛋白质的叙述,正确的是( 　)A.蛋白质分子都含有碳、氢、氧、氮B.组成每种蛋白质的氨基酸都有20种C.每种蛋白质分子都由多条肽链组成D.蛋白质发生热变性后不影响其功能A解析:蛋白质分子至少含有碳、氢、氧、氮四种元素,有的还含有硫、铁等元素;绝大多数蛋白质是由20种不同的氨基酸组成的,但每一种蛋白质不一定都含20种氨基酸;有些蛋白质由一条或两条肽链组成;蛋白质发生热变性后会丧失其生理功能。[概念误区] 关于蛋白质的几个误区(1)高温、过酸、过碱都会造成蛋白质空间结构不可逆的改变,致使蛋白质失去生物学活性;低温只是抑制蛋白质的功能,未造成蛋白质空间结构的改变,不会造成蛋白质生物学活性的丧失。(2)氨基酸脱水缩合时,H来自氨基(—NH2)和羧基 (—COOH),O来自羧基。肽键断裂水解时,正好相反,即水中的H的去处为氨基和羧基,O的去处仅是羧基。(3)通常情况下,一条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,二者分别位于肽链的两端。突破点2 氨基酸脱水缩合[典例2] 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(　 　)DA.199和181 B.340和281C.58和53 D.51和49解析:多肽E中有氨基3个,可判定出R基中有两个游离的氨基,排除这两个氨基中的N原子,还有53-2=51(个) N原子,按照一个氨基酸含一个N原子,则应由51个氨基酸组成;多肽F中有氨基6个,可判定出R基中有5个游离的氨基,排除这5个氨基中的N原子,还有 54-5=49(个)N原子,按照一个氨基酸含一个N原子,则应由49个氨基酸组成。蛋白质形成的有关推算知识储备(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系①肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数。②蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。(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=各氨基酸中的N原子总数。O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中的O原子总数-脱去水分子数。(4)在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑脱去的H,每形成1个二硫键,脱去2个H。突破点3 检测生物组织中的蛋白质[典例3] 关于组织中蛋白质鉴定的实验,正确的是(　 　)A.可以用本尼迪特试剂代替双缩脲试剂来鉴定蛋白质B.将样品剪碎研磨,过滤后取沉淀物加双缩脲试剂检验C.将样本与双缩脲试剂A混合均匀,再加入5滴双缩脲试剂B,振荡即可显示紫色D.待测样本与双缩脲试剂混合后还需水浴加热,才能出现显色反应C解析:本尼迪特试剂是用来鉴定还原糖的;将样品剪碎研磨,过滤后取滤液加双缩脲试剂检验;蛋白质可以与双缩脲试剂呈现紫色反应,不需要水浴加热。生物组织中的蛋白质检测知识储备(1)原理:双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应。(2)实验操作概念四　核酸储存与传递遗传信息[概念情境]人类积极探究生命的奥秘,某一科研小组进行了“人造生命”的研究。具体做法是将一种称为丝状支原体的微生物的DNA进行重塑,并将新的DNA片段植入另一种山羊支原体中,形成一种新的生命细胞。这种新生的微生物能够生长、繁殖。请思考以下问题。(1)新的生命细胞培育成功,说明DNA具有什么功能?提示:能够控制细胞的遗传与代谢,进而控制生物的生长和发育。(2)DNA是一种核酸分子,细胞中还有其他的核酸分子吗?它们的主要区别是什么?提示:细胞中的核酸有2种,分别为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。两种核酸的主要区别在于构成的五碳糖和碱基。DNA分子中含有脱氧核糖,特有碱基T(胸腺嘧啶),RNA分子中含有核糖,特有碱基U(尿嘧啶)。(3)利用DNA可进行亲子鉴定,具体原理是什么?提示:DNA储存有个体的遗传信息,不同个体的DNA具有差异性,亲子代之间DNA具有极高的相似性。(4)除了将DNA用于亲子鉴定外,你还能在生活中找到相关应用吗?提示:法医鉴定、认领被拐卖儿童等。突破点 核酸的种类及区别[典例] 下列有关DNA和RNA的说法正确的是( 　)A.真核细胞中的DNA全部存在于细胞核中,RNA全部存在于细胞质中B.在化学组成上,DNA与RNA的碱基完全不同C.真核生物细胞只含有脱氧核糖D.原核生物的细胞中含有5种碱基、8种核苷酸D解析:真核细胞中的DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中;DNA与RNA中的碱基不完全相同;真核生物细胞中既含有脱氧核糖也含有核糖;原核生物的细胞中含有DNA和RNA两种核酸,因此含有5种碱基、8种核苷酸。蛋白水解酶分为内切酶和外切酶两种,外切酶专门作用于肽链末端的肽键,内切酶则作用于肽链内部特定区域,若蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)氨基端的肽键,某四十九肽分别经酶1和酶2作用后的情况见下图。素养提升(1)若蛋白外切酶处理该多肽,则会得到 个氨基酸。(2)短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少 个。49解析:(1)外切酶专门作用于肽链末端的肽键,若蛋白外切酶处理该四十九肽,则可依次一个个地对末端的肽键进行切割,逐渐缩短肽链,最后得到49个氨基酸。(2)根据酶1作用后的图形可知,四十九肽形成A、B、C过程中,失去了3个苯丙氨酸,即失去6个O原子,减少了5个肽键,即消耗了5分子的水,5分子的水中有5个O原子,所以短肽A、B、C比四十九肽的O原子数少1个。1解析:(3)蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)氨基端的肽键,根据酶2作用后的图形可知,第22、23、49号位为赖氨酸。蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键,根据酶1作用后的图形可知,苯丙氨酸存在于第17、31、32号位上。(4)假设一分子多肽由x个氨基酸组成,则有505∶415=100x∶[100x-18(x-1)],解得x=101。(3)该四十九肽只有第 号位为赖氨酸,而苯丙氨酸存在于第 号位上。(4)若通过酶切等方法确定某多肽由甘氨酸C2H5O2N、丙氨酸C3H7O2N、半胱氨酸C3H7O2NS组成,称取此多肽415 g,完全水解得到氨基酸505 g,已知组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质量为100,每摩尔多肽含有S元素51 mol,则一分子此多肽由 个氨基酸组成。22、23、4917、31、32101随堂检测1.下列关于脂质的叙述,错误的是(　 　)A.磷脂是细胞内各种膜结构的主要成分B.胆固醇不是人体必需的,因为血液中的胆固醇可能引发心脑血管疾病C.油脂的基本结构单元是甘油和脂肪酸D.1 g油脂所含的能量高于1 g糖类所含的能量解析:胆固醇是动物细胞膜的重要成分,血液中胆固醇过多则可能引发心脑血管疾病。B2.用来鉴定生物组织中淀粉、油脂、蛋白质的试剂及其颜色反应分别是(　 　)①本尼迪特试剂、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂　②双缩脲试剂、苏丹Ⅲ染液、本尼迪特试剂　③碘-碘化钾试剂、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂　④红黄色沉淀、橙黄色、紫色　⑤蓝色、橙黄色、紫色　⑥紫色、红黄色、橙黄色A.①④ B.②⑥ C.③⑤ D.①⑥C解析:淀粉遇碘-碘化钾试剂变蓝;油脂可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橙黄色;蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。解析:由题干信息“1分子乳糖能在小肠内被水解成1分子半乳糖和1分子葡萄糖,后经小肠黏膜吸收”可知,乳糖为二糖,是婴儿的能源物质,但是不能直接供能,需要水解成2分子单糖(1分子半乳糖和1分子葡萄糖),由单糖供能,其中葡萄糖是细胞内最重要的能源物质,乳糖属于糖类,仅由C、H、O三种元素组成。3.哺乳婴儿所需能量的20%由乳汁中的乳糖提供。正常情况下,1分子乳糖能在小肠内被水解成1分子半乳糖(分子式C6H12O6)和1分子葡萄糖,后经小肠黏膜吸收。下列判断正确的是(　 　)A.乳糖属于多糖 B.半乳糖和葡萄糖均为单糖C.乳糖主要由C、H、O三种元素组成 D.半乳糖是细胞内最重要的能源物质B4.蛋白质在生物体内具有重要作用。下列叙述正确的是(　 　)A.蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同B.某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变C.蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性D.“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A和BB解析:蛋白质化学结构的差异是由氨基酸数量、种类、排列顺序和肽链的空间结构千差万别造成的;有些化学物质如盐酸会导致蛋白质的空间结构改变;核酸决定细胞和整个生物体的遗传特性;蛋白质检测时先加双缩脲试剂A液,然后再加双缩脲试剂B液。5.如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图2),请据图判断下列叙述中正确的是(　 　)BA.该蛋白质中含有1条肽链和124个肽键B.若图1的肽链全部水解成氨基酸,需要123个水分子C.从图2可推知图1的肽链含有2个游离的羧基D.图2中含有的R基是①②④⑥⑧解析:由图1可知,该蛋白质中含有1条肽链,124个氨基酸,所以肽键数=氨基酸数-肽链数=124-1=123(个);该蛋白质中含有1条肽链,124个氨基酸,所以脱去水分子数=氨基酸数-肽链数=124-1=123(个),因此其水解时也需要123个水分子;图2的R基团(⑥⑧)中含有2个羧基,可推知该肽链至少含有3个游离的羧基(124号氨基酸还含有一个游离的羧基);图2中含有的R基是②④⑥⑧。点击进入 课时训练1点击进入 课时训练2点击进入 章末检测