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高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 生物大分子以碳链为骨架教学演示ppt课件
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这是一份高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 生物大分子以碳链为骨架教学演示ppt课件，共54页。PPT课件主要包含了蛋白质的多样性，蛋白质的形成过程等内容，欢迎下载使用。
1.碳骨架的形成(1)碳原子间可以共用电子形成① ,从而由很多碳原子串起长长的直链结 构、支链结构或环状结构,共同形成碳骨架。(2)骨架中的碳还可以与其他原子,如H、O、N、S、P等通过共用电子相连接。2.生物大分子(1)组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础的,主要包括糖类、脂质、 蛋白质和核酸。许多有机物的相对分子量以万至百万计,所以称为生物大分子。(2)② 是两类最重要的生物大分子。
2 | 糖类是细胞的主要能源物质
1.组成元素:大多数糖类由C、H、O三种元素组成。2.分类
知识拓展:1.并非糖类都可以作为生物体内的能源物质,核糖和脱氧核糖组成核酸,纤维素组 成植物细胞壁,都不能作为能源物质。2.并非所有的糖都甜,如淀粉、纤维素和糖原没有甜味;甜的物质不一定都是糖, 如山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇等为非糖物质。
3 |脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能
1.脂质主要是由C、H、O 3种元素组成的,其中H较糖类⑤ ,而O较糖类少,有些 脂质还含有N和P等元素。脂质通常不溶于水,而溶于⑥ 。
点拨油脂由甘油和脂肪酸组成。甘油是一种简单糖类的衍生物;脂肪酸则是长的碳氢 链,一端是羧基。相等质量的油脂较糖类储能更多。1 g油脂在体内完全氧化产生39 kJ的能量,而 等质量糖或蛋白质只产生17 kJ的能量。
4 |蛋白质是生命活动的主要承载者
2.蛋白质的结构 (1)组成元素:主要由C、H、O、N四种元素组成,有些还含有硫元素。(2)基本单位——氨基酸a.种类:约20种。不同氨基酸的⑨ 不同,它可以较小,也可以是较长的链或是 环状结构。b.生物通式 c.结构特点:一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团,即一个⑩ 、一个羧基(—COOH)、一个H和一个R基团。
知识拓展:必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸:人体或动物体不能合成,必须由食物供给的氨基酸;成年人必需氨基 酸有8种:异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨 酸、缬氨酸。非必需氨基酸:可在动物体内由其他化合物转化而来,作为营养源不需要从外部 补充的氨基酸。
(3)氨基酸之间的脱水缩合
a.过程A表示 ,结构B的名称是 ,化合物C的名称是二肽。b.过程A产生的水中,H原子来自R2所在氨基酸的氨基和R1所在氨基酸的 ,氧原子来自R1所在氨基酸的羧基。c.多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链,称为多肽。
(4)蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽 蛋白质。特别提醒多肽不是蛋白质,多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。
每一种蛋白质都有其独特的空间结构,其空间结构会随 温度的升高而发生改变。蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有生物学活性所必需的。
5 |检测生物组织中的油脂、糖类和蛋白质
1.检测生物组织中的油脂(1)实验原理:油脂+苏丹Ⅲ染液→ 色。(2)实验步骤a.材料处理:花生种子剥去种皮→子叶切成薄片→挑选最薄的切片→用毛笔将它 放到载玻片中央。b.染色:用吸水纸吸去材料表面的水→在切片上滴苏丹Ⅲ染液(静置2~3 min)→用 吸水纸吸去多余的染液,用1~2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去多余的染料。c.制片d.观察:在低倍镜下找到已染色的材料,将切片最薄的部分移到视野中央,然后用 高倍镜观察。
2.检测生物组织中的糖类(1)实验原理
淀粉的检测:淀粉遇碘-碘化钾溶液显 色;还原糖的检测:用 试剂检测,热水浴加热生成 沉淀。
(2)实验步骤a.淀粉的检测
3.检测生物组织中的蛋白质(1)实验原理: 双缩脲试剂与蛋白质作用显紫色。(2)实验步骤
6 |核酸储存与传递遗传信息
1.核酸的组成元素和基本单位(1)组成元素:C、H、O、N、P。(2)种类
2.核酸的功能控制细胞的生命活动。 中储藏的信息控制着细胞的所有活动,并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。 是合成蛋白质所必需的。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.碳元素存在于所有的生物体内,是生命系统中的核心元素。 ( )2.细胞内的糖类都有甜味,其水解都只产生葡萄糖。 ( )3.油脂是细胞各种膜结构的重要成分,细胞膜中都含磷脂。 ( )4.性激素的化学本质是蛋白质。 ( )
糖类不都有甜味,如纤维素没有甜味。糖类水解并不都是葡萄糖,如蔗糖水 解还有果糖。
磷脂是细胞各种膜结构的重要成分。
性激素的化学本质是固醇。
5.用苏丹Ⅲ染液染色时间越长越好,时间越长染色越深,越容易观察。 ( )6.不同氨基酸的R基团不同,但其结构均是较长的链。 ( )7.蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成,不同种多肽的氨基酸的种类不一定相 同,但数目和排列顺序相同。 ( )8.组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基。 ( )
用苏丹Ⅲ染液染色2~3min。若时间太短,染色浅,不易观察;若时间太长,油脂 溶于苏丹Ⅲ染液中,影响观察。
不同氨基酸的R基团不同,它可以较小,也可以是较长的链,或是环状结构。
蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成,不同种多肽的氨基酸的种类、数目 和排列顺序各不相同。
大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基,而且都连接在同一个碳原子 上,部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基,多出来的氨基或羧基属于R基团。
9.将双缩脲试剂A与B混合,摇匀后检测豆浆中的蛋白质。 ( )10.每个核酸分子由很多核苷酸通过共价键连接形成长链。 ( )11.每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基团和一分子碱基。 ( )12.DNA和RNA的区别在于组成二者的五碳糖不同,组成二者的碱基也完全不 同。 ( )
用双缩脲试剂检测蛋白质时,应该先加双缩脲A,后加双缩脲B。
每一分子的核苷酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基团和一分子碱基。
组成DNA和RNA的五碳糖不同,组成二者的碱基不完全相同。
13.尽管RNA决定着细胞和整个生物体的遗传特性,但DNA也是合成蛋白质所必 需的。 ( )
DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动,并且决定着细胞和整个生物体 的遗传特性。RNA是合成蛋白质所必需的。
情境 汉堡是一种常见快餐食品,某品牌汉堡油脂和糖类含量如下:
问题1.油脂和糖类共有的组成元素是什么?2.油脂和葡萄糖彻底氧化分解的共有产物是什么?
下列有关糖类和脂质的叙述,错误的是 ( )A.脂质中的油脂和糖类中的多糖均由C、H、O三种元素组成B.植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C.固醇类物质对生物体正常的代谢和生殖过程起调节作用D.葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的糖类解析 脂质中的油脂和糖类中的多糖均由C、H、O三种元素组成,但脂质并非都 由这三种元素组成,A正确;乳糖是动物细胞特有的二糖,不是多糖,B错误;固醇类 物质包括胆固醇、性激素和维生素D,在细胞的营养、调节、代谢和生殖过程中 具有重要功能,C正确;葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的单糖类物 质,D正确。
2 |蛋白质的结构及相关计算
判断组成蛋白质的氨基酸特别提醒大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基,而且都连接在同一个碳原子上,部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基,多出来的氨基或羧基属于R基团。
蛋白质多样性的原因蛋白质结构具有多样性的主要原因应从氨基酸和肽链两个角度进行分析:
(1)如图中甲、乙、丙分别说明蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的数目、种 类、排列顺序不同。(2)图丁说明蛋白质具有多样性的原因是肽链的盘曲、折叠方式,及其形成的空 间结构不同。(3)蛋白质分子结构多样性,决定了蛋白质分子功能多样性:构成细胞和生物体的重要物质、催化作用、作为运输载体、信息传递作用(可调节机体的生命活 动)、免疫功能等。
与蛋白质形成过程有关的计算规律(1)蛋白质中氨基、羧基数的计算氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数。羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数。(2)蛋白质中不同原子数的计算氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去 的水分子数。氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-2×脱去的水分子数。
特别提醒:若蛋白质中含有二硫键(—S—S—)时,要考虑脱去氢的质量,每形成1个 二硫键,脱去2个H。
(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链或环状多肽:
甲图中①②③表示不同生物大分子的基本单位,乙图表示某多肽的分子结 构。
请回答:(1)生物大分子都是以 为骨架。若某生物大分子主要在动物肝脏和肌肉 细胞内合成,则该生物大分子是 。(2)甲图中①在形成生物大分子时发生的反应是 ,如人的血红蛋白由4条 (α、α、β、β)多肽链组成,其中每条α链含氨基酸141个,每条β链含氨基酸146个, 则血红蛋白彻底水解至少需要的水分子数是 。甲图中②组成的生物大 分子物质是细胞中重要的储能物质,植物细胞特有的该大分子是 。甲图 中③组成的生物大分子能储存和传递遗传信息,则③是 。(3)乙图所示多肽由 个氨基酸形成,该多肽中有 个游离的羧 基。若某种酶作用于丙氨酸(R基团为—CH3)羧基端的肽键,则该酶完全作用于该 多肽后会产生的肽是 。A.2个三肽 B.2个二肽、1个三肽 C.1个二肽,1个三肽 D.1个二肽、1个四肽
解析 图甲的①含有C、H、O、N,是蛋白质,②含有C、H、O,可能是糖类,③含 有C、H、O、N、P,是核酸。图乙是多肽链。(1)生物大分子都是以碳链为骨架。糖原可在动物肝脏和肌肉细胞内合成。(2)甲图中①含有C、H、O、N四种元素的大分子是蛋白质,是氨基酸通过脱水缩 合的方式形成的,人的血红蛋白由4条(α、α、β、β)多肽链组成,其中每条α链含氨 基酸141个,每条β链含氨基酸146个,则血红蛋白含肽键数=氨基酸数-肽链条数=1 41×2+146×2-4=570,则血红蛋白彻底水解至少需要的水分子数是570。甲图中② 含有C、H、O三种元素组成的生物大分子物质是细胞中重要的储能物质即多糖, 植物细胞特有的该大分子是淀粉。甲图中③含有C、H、O、N、P五种元素的
生物大分子储存和传递遗传信息即核酸,其基本单位是核苷酸。(3)乙图含有6个肽键,由7个氨基酸形成,该多肽中有2个游离的羧基。某种酶作用 于丙氨酸(R基团为—CH3)羧基端的肽键,则含有—CH3的右侧肽键断裂,会产生的 2个三肽和一个氨基酸,故选A。答案 (1)碳链 糖原 (2)脱水缩合 570 淀粉 核苷酸(或“脱氧核糖核苷酸 和核糖核苷酸”) (3)7 2 A
3 |还原糖、油脂、淀粉、蛋白质检测比较
情境 苹果和梨是常见的水果,很多人都喜欢吃。下面是几种水果的含糖量:含 糖量在4%~7%之间的水果有西瓜、草莓、白兰瓜等;含糖量在8%~10%之间的水 果有梨、柠檬、樱桃、哈密瓜、葡萄、桃子、菠萝等;含糖量在9%~13%之间的 水果有苹果、杏、无花果、橙子、柚子、荔枝等;含糖量在14%以上的水果有柿 子、桂圆、香蕉、杨梅、石榴等。问题1.西瓜、苹果都可以用来作还原性糖的材料吗?2.要检测梨中的还原性糖含量,应用什么试剂?
西瓜不可以,苹果可以。
实验材料的选择(1)在显色的物质检测实验中最好选择无色或颜色浅的材料,因为颜色反应明显, 易于观察。(2)不能选用甘蔗、甜菜或马铃薯检测还原糖的原因:甘蔗和甜菜所含糖为蔗糖, 马铃薯所含糖为淀粉,属于非还原糖,都不宜作为实验材料。(3)油脂的检测实验中,实验材料最好选择花生种子,不宜选用芝麻或核桃等种子, 因为芝麻太小,核桃具坚硬的壳,都不容易切片。(4)蛋白质的检测实验中,最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆, 且浸泡,适于研磨,动物材料常用稀释的蛋清液。
还原糖、油脂、蛋白质检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热——还原糖检测,且必须热水浴加热,不能用酒精灯直接加热。 若不加热,则无红黄色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——油脂检测。(3)唯一需要指示剂分别加入——蛋白质检测。(4)唯一使用酒精——油脂检测。
下列有关生物学实验及研究的叙述,正确的是 ( )A.白萝卜不含糖,不是检测还原糖的理想材料B.检测蛋白质时,在样品中先加入蓝色的双缩脲试剂A,再加入无色的双缩脲试剂BC.花生种子含油脂多且子叶肥厚,是油脂检测的理想材料D.煮沸后的豆浆,蛋白质已经变性,不能与双缩脲试剂发生颜色反应
解析 白萝卜含有还原糖,且颜色为白色,是检测还原糖的理想材料,A错误;检测蛋白质时,在样品中先加入无色的双缩脲试剂A,再加入蓝色的双缩脲试剂B,B错 误;花生种子中脂肪的含量很高,花生种子匀浆能检测生物组织中的脂肪,C正确; 煮沸后的豆浆,蛋白质已经变性,但是依然还有肽键,能与双缩脲试剂发生颜色反 应,D错误。 双缩脲试剂中真正起作用的是硫酸铜,而氢氧化钠仅仅是为了提供碱性环境。由 于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,双缩脲试剂能与铜离子在碱 性溶液中发生双缩脲反应。当底物中含有肽键时(多肽),溶液中的铜与多肽配位, 络合物呈紫色。
4 |不同生物体中核酸的种类与结构
不同生物含有的核酸种类不同。细胞生物同时含有DNA和RNA,病毒体内 含有DNA或RNA中的一种,下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确 的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
解析 真菌为真核生物,含有DNA和RNA两种核酸,含有的碱基、核苷酸种类为5 种、8种,A错误;肌细胞为真核细胞,含有DNA和RNA两种核酸,含有的碱基、核 苷酸种类为5种、8种,B错误;病毒只含有一种核酸,含有的碱基、核苷酸种类为4 种、4种,C正确;细菌为原核生物,具有细胞结构,含有DNA和RNA两种核酸,含有 的碱基、核苷酸种类为5种、8种,D错误。
5 |蛋白质和核酸比较
情境 生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质的结构,下图可表示多肽 和RNA这二种大分子有机物。
问题1.多肽、RNA分别用哪一个图表示?原因是什么?图1中基本单位具有多于四种的形状,这些不同的单位只能表示不同种的氨基酸, 因此图1可表示多肽;图2中有四种不同的基本单位,它可以表示RNA分子的四种 核糖核苷酸。2.蛋白质和RNA彻底水解的产物分别是什么?蛋白质彻底水解的产物是氨基酸,RNA彻底水解的产物是核糖、含氮碱基和磷 酸。
下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述,不正确的是 ( )A.核酸和蛋白质的组成元素不完全相同B.蛋白质和核酸都是以碳骨架作为结构基础C.细胞中蛋白质彻底水解后的产物种类一般多于核酸彻底水解后的产物种类D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键思路点拨蛋白质和核酸是细胞内的两种生物大分子有机物,其中蛋白质的基本单位是氨基 酸,氨基酸约有20种,主要由C、H、O、N元素组成;核酸分DNA和RNA,DNA分子 的碱基有A、G、C、T四种,RNA分子的碱基有A、G、C、U四种,由C、H、O、 N、P元素组成;DNA的多样性决定了蛋白质的多样性。
1.碳骨架的形成(1)碳原子间可以共用电子形成① ,从而由很多碳原子串起长长的直链结 构、支链结构或环状结构,共同形成碳骨架。(2)骨架中的碳还可以与其他原子,如H、O、N、S、P等通过共用电子相连接。2.生物大分子(1)组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础的,主要包括糖类、脂质、 蛋白质和核酸。许多有机物的相对分子量以万至百万计,所以称为生物大分子。(2)② 是两类最重要的生物大分子。
2 | 糖类是细胞的主要能源物质
1.组成元素:大多数糖类由C、H、O三种元素组成。2.分类
知识拓展:1.并非糖类都可以作为生物体内的能源物质,核糖和脱氧核糖组成核酸,纤维素组 成植物细胞壁,都不能作为能源物质。2.并非所有的糖都甜,如淀粉、纤维素和糖原没有甜味;甜的物质不一定都是糖, 如山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇等为非糖物质。
3 |脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能
1.脂质主要是由C、H、O 3种元素组成的,其中H较糖类⑤ ,而O较糖类少,有些 脂质还含有N和P等元素。脂质通常不溶于水,而溶于⑥ 。
点拨油脂由甘油和脂肪酸组成。甘油是一种简单糖类的衍生物;脂肪酸则是长的碳氢 链,一端是羧基。相等质量的油脂较糖类储能更多。1 g油脂在体内完全氧化产生39 kJ的能量,而 等质量糖或蛋白质只产生17 kJ的能量。
4 |蛋白质是生命活动的主要承载者
2.蛋白质的结构 (1)组成元素:主要由C、H、O、N四种元素组成,有些还含有硫元素。(2)基本单位——氨基酸a.种类:约20种。不同氨基酸的⑨ 不同,它可以较小,也可以是较长的链或是 环状结构。b.生物通式 c.结构特点:一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团,即一个⑩ 、一个羧基(—COOH)、一个H和一个R基团。
知识拓展:必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸:人体或动物体不能合成,必须由食物供给的氨基酸;成年人必需氨基 酸有8种:异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨 酸、缬氨酸。非必需氨基酸:可在动物体内由其他化合物转化而来,作为营养源不需要从外部 补充的氨基酸。
(3)氨基酸之间的脱水缩合
a.过程A表示 ,结构B的名称是 ,化合物C的名称是二肽。b.过程A产生的水中,H原子来自R2所在氨基酸的氨基和R1所在氨基酸的 ,氧原子来自R1所在氨基酸的羧基。c.多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链,称为多肽。
(4)蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽 蛋白质。特别提醒多肽不是蛋白质,多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。
每一种蛋白质都有其独特的空间结构,其空间结构会随 温度的升高而发生改变。蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有生物学活性所必需的。
5 |检测生物组织中的油脂、糖类和蛋白质
1.检测生物组织中的油脂(1)实验原理:油脂+苏丹Ⅲ染液→ 色。(2)实验步骤a.材料处理:花生种子剥去种皮→子叶切成薄片→挑选最薄的切片→用毛笔将它 放到载玻片中央。b.染色:用吸水纸吸去材料表面的水→在切片上滴苏丹Ⅲ染液(静置2~3 min)→用 吸水纸吸去多余的染液,用1~2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去多余的染料。c.制片d.观察:在低倍镜下找到已染色的材料,将切片最薄的部分移到视野中央,然后用 高倍镜观察。
2.检测生物组织中的糖类(1)实验原理
淀粉的检测:淀粉遇碘-碘化钾溶液显 色;还原糖的检测:用 试剂检测,热水浴加热生成 沉淀。
(2)实验步骤a.淀粉的检测
3.检测生物组织中的蛋白质(1)实验原理: 双缩脲试剂与蛋白质作用显紫色。(2)实验步骤
6 |核酸储存与传递遗传信息
1.核酸的组成元素和基本单位(1)组成元素:C、H、O、N、P。(2)种类
2.核酸的功能控制细胞的生命活动。 中储藏的信息控制着细胞的所有活动,并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。 是合成蛋白质所必需的。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.碳元素存在于所有的生物体内,是生命系统中的核心元素。 ( )2.细胞内的糖类都有甜味,其水解都只产生葡萄糖。 ( )3.油脂是细胞各种膜结构的重要成分,细胞膜中都含磷脂。 ( )4.性激素的化学本质是蛋白质。 ( )
糖类不都有甜味,如纤维素没有甜味。糖类水解并不都是葡萄糖,如蔗糖水 解还有果糖。
磷脂是细胞各种膜结构的重要成分。
性激素的化学本质是固醇。
5.用苏丹Ⅲ染液染色时间越长越好,时间越长染色越深,越容易观察。 ( )6.不同氨基酸的R基团不同,但其结构均是较长的链。 ( )7.蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成,不同种多肽的氨基酸的种类不一定相 同,但数目和排列顺序相同。 ( )8.组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基。 ( )
用苏丹Ⅲ染液染色2~3min。若时间太短,染色浅,不易观察;若时间太长,油脂 溶于苏丹Ⅲ染液中,影响观察。
不同氨基酸的R基团不同,它可以较小,也可以是较长的链,或是环状结构。
蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成,不同种多肽的氨基酸的种类、数目 和排列顺序各不相同。
大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基,而且都连接在同一个碳原子 上,部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基,多出来的氨基或羧基属于R基团。
9.将双缩脲试剂A与B混合,摇匀后检测豆浆中的蛋白质。 ( )10.每个核酸分子由很多核苷酸通过共价键连接形成长链。 ( )11.每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基团和一分子碱基。 ( )12.DNA和RNA的区别在于组成二者的五碳糖不同,组成二者的碱基也完全不 同。 ( )
用双缩脲试剂检测蛋白质时,应该先加双缩脲A,后加双缩脲B。
每一分子的核苷酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基团和一分子碱基。
组成DNA和RNA的五碳糖不同,组成二者的碱基不完全相同。
13.尽管RNA决定着细胞和整个生物体的遗传特性,但DNA也是合成蛋白质所必 需的。 ( )
DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动,并且决定着细胞和整个生物体 的遗传特性。RNA是合成蛋白质所必需的。
情境 汉堡是一种常见快餐食品,某品牌汉堡油脂和糖类含量如下:
问题1.油脂和糖类共有的组成元素是什么?2.油脂和葡萄糖彻底氧化分解的共有产物是什么?
下列有关糖类和脂质的叙述,错误的是 ( )A.脂质中的油脂和糖类中的多糖均由C、H、O三种元素组成B.植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C.固醇类物质对生物体正常的代谢和生殖过程起调节作用D.葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的糖类解析 脂质中的油脂和糖类中的多糖均由C、H、O三种元素组成,但脂质并非都 由这三种元素组成,A正确;乳糖是动物细胞特有的二糖,不是多糖,B错误;固醇类 物质包括胆固醇、性激素和维生素D,在细胞的营养、调节、代谢和生殖过程中 具有重要功能,C正确;葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的单糖类物 质,D正确。
2 |蛋白质的结构及相关计算
判断组成蛋白质的氨基酸特别提醒大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基,而且都连接在同一个碳原子上,部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基,多出来的氨基或羧基属于R基团。
蛋白质多样性的原因蛋白质结构具有多样性的主要原因应从氨基酸和肽链两个角度进行分析:
(1)如图中甲、乙、丙分别说明蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的数目、种 类、排列顺序不同。(2)图丁说明蛋白质具有多样性的原因是肽链的盘曲、折叠方式,及其形成的空 间结构不同。(3)蛋白质分子结构多样性,决定了蛋白质分子功能多样性:构成细胞和生物体的重要物质、催化作用、作为运输载体、信息传递作用(可调节机体的生命活 动)、免疫功能等。
与蛋白质形成过程有关的计算规律(1)蛋白质中氨基、羧基数的计算氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数。羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数。(2)蛋白质中不同原子数的计算氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去 的水分子数。氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-2×脱去的水分子数。
特别提醒:若蛋白质中含有二硫键(—S—S—)时,要考虑脱去氢的质量,每形成1个 二硫键,脱去2个H。
(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链或环状多肽:
甲图中①②③表示不同生物大分子的基本单位,乙图表示某多肽的分子结 构。
请回答:(1)生物大分子都是以 为骨架。若某生物大分子主要在动物肝脏和肌肉 细胞内合成,则该生物大分子是 。(2)甲图中①在形成生物大分子时发生的反应是 ,如人的血红蛋白由4条 (α、α、β、β)多肽链组成,其中每条α链含氨基酸141个,每条β链含氨基酸146个, 则血红蛋白彻底水解至少需要的水分子数是 。甲图中②组成的生物大 分子物质是细胞中重要的储能物质,植物细胞特有的该大分子是 。甲图 中③组成的生物大分子能储存和传递遗传信息,则③是 。(3)乙图所示多肽由 个氨基酸形成,该多肽中有 个游离的羧 基。若某种酶作用于丙氨酸(R基团为—CH3)羧基端的肽键,则该酶完全作用于该 多肽后会产生的肽是 。A.2个三肽 B.2个二肽、1个三肽 C.1个二肽,1个三肽 D.1个二肽、1个四肽
解析 图甲的①含有C、H、O、N,是蛋白质,②含有C、H、O,可能是糖类,③含 有C、H、O、N、P,是核酸。图乙是多肽链。(1)生物大分子都是以碳链为骨架。糖原可在动物肝脏和肌肉细胞内合成。(2)甲图中①含有C、H、O、N四种元素的大分子是蛋白质,是氨基酸通过脱水缩 合的方式形成的,人的血红蛋白由4条(α、α、β、β)多肽链组成,其中每条α链含氨 基酸141个,每条β链含氨基酸146个,则血红蛋白含肽键数=氨基酸数-肽链条数=1 41×2+146×2-4=570,则血红蛋白彻底水解至少需要的水分子数是570。甲图中② 含有C、H、O三种元素组成的生物大分子物质是细胞中重要的储能物质即多糖, 植物细胞特有的该大分子是淀粉。甲图中③含有C、H、O、N、P五种元素的
生物大分子储存和传递遗传信息即核酸,其基本单位是核苷酸。(3)乙图含有6个肽键,由7个氨基酸形成,该多肽中有2个游离的羧基。某种酶作用 于丙氨酸(R基团为—CH3)羧基端的肽键,则含有—CH3的右侧肽键断裂,会产生的 2个三肽和一个氨基酸,故选A。答案 (1)碳链 糖原 (2)脱水缩合 570 淀粉 核苷酸(或“脱氧核糖核苷酸 和核糖核苷酸”) (3)7 2 A
3 |还原糖、油脂、淀粉、蛋白质检测比较
情境 苹果和梨是常见的水果,很多人都喜欢吃。下面是几种水果的含糖量:含 糖量在4%~7%之间的水果有西瓜、草莓、白兰瓜等;含糖量在8%~10%之间的水 果有梨、柠檬、樱桃、哈密瓜、葡萄、桃子、菠萝等;含糖量在9%~13%之间的 水果有苹果、杏、无花果、橙子、柚子、荔枝等;含糖量在14%以上的水果有柿 子、桂圆、香蕉、杨梅、石榴等。问题1.西瓜、苹果都可以用来作还原性糖的材料吗?2.要检测梨中的还原性糖含量,应用什么试剂?
西瓜不可以,苹果可以。
实验材料的选择(1)在显色的物质检测实验中最好选择无色或颜色浅的材料,因为颜色反应明显, 易于观察。(2)不能选用甘蔗、甜菜或马铃薯检测还原糖的原因:甘蔗和甜菜所含糖为蔗糖, 马铃薯所含糖为淀粉,属于非还原糖,都不宜作为实验材料。(3)油脂的检测实验中,实验材料最好选择花生种子,不宜选用芝麻或核桃等种子, 因为芝麻太小,核桃具坚硬的壳,都不容易切片。(4)蛋白质的检测实验中,最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆, 且浸泡,适于研磨,动物材料常用稀释的蛋清液。
还原糖、油脂、蛋白质检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热——还原糖检测,且必须热水浴加热,不能用酒精灯直接加热。 若不加热,则无红黄色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——油脂检测。(3)唯一需要指示剂分别加入——蛋白质检测。(4)唯一使用酒精——油脂检测。
下列有关生物学实验及研究的叙述,正确的是 ( )A.白萝卜不含糖,不是检测还原糖的理想材料B.检测蛋白质时,在样品中先加入蓝色的双缩脲试剂A,再加入无色的双缩脲试剂BC.花生种子含油脂多且子叶肥厚,是油脂检测的理想材料D.煮沸后的豆浆,蛋白质已经变性,不能与双缩脲试剂发生颜色反应
解析 白萝卜含有还原糖,且颜色为白色,是检测还原糖的理想材料,A错误;检测蛋白质时,在样品中先加入无色的双缩脲试剂A,再加入蓝色的双缩脲试剂B,B错 误;花生种子中脂肪的含量很高,花生种子匀浆能检测生物组织中的脂肪,C正确; 煮沸后的豆浆,蛋白质已经变性,但是依然还有肽键,能与双缩脲试剂发生颜色反 应,D错误。 双缩脲试剂中真正起作用的是硫酸铜,而氢氧化钠仅仅是为了提供碱性环境。由 于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,双缩脲试剂能与铜离子在碱 性溶液中发生双缩脲反应。当底物中含有肽键时(多肽),溶液中的铜与多肽配位, 络合物呈紫色。
4 |不同生物体中核酸的种类与结构
不同生物含有的核酸种类不同。细胞生物同时含有DNA和RNA,病毒体内 含有DNA或RNA中的一种,下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确 的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
解析 真菌为真核生物,含有DNA和RNA两种核酸,含有的碱基、核苷酸种类为5 种、8种,A错误;肌细胞为真核细胞,含有DNA和RNA两种核酸,含有的碱基、核 苷酸种类为5种、8种,B错误;病毒只含有一种核酸,含有的碱基、核苷酸种类为4 种、4种,C正确;细菌为原核生物,具有细胞结构,含有DNA和RNA两种核酸,含有 的碱基、核苷酸种类为5种、8种,D错误。
5 |蛋白质和核酸比较
情境 生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质的结构,下图可表示多肽 和RNA这二种大分子有机物。
问题1.多肽、RNA分别用哪一个图表示?原因是什么?图1中基本单位具有多于四种的形状,这些不同的单位只能表示不同种的氨基酸, 因此图1可表示多肽;图2中有四种不同的基本单位,它可以表示RNA分子的四种 核糖核苷酸。2.蛋白质和RNA彻底水解的产物分别是什么?蛋白质彻底水解的产物是氨基酸,RNA彻底水解的产物是核糖、含氮碱基和磷 酸。
下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述,不正确的是 ( )A.核酸和蛋白质的组成元素不完全相同B.蛋白质和核酸都是以碳骨架作为结构基础C.细胞中蛋白质彻底水解后的产物种类一般多于核酸彻底水解后的产物种类D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键思路点拨蛋白质和核酸是细胞内的两种生物大分子有机物,其中蛋白质的基本单位是氨基 酸,氨基酸约有20种,主要由C、H、O、N元素组成;核酸分DNA和RNA,DNA分子 的碱基有A、G、C、T四种,RNA分子的碱基有A、G、C、U四种,由C、H、O、 N、P元素组成;DNA的多样性决定了蛋白质的多样性。
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