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案设计

　有机物的判断

[核心精要]

1．根据特征元素推测有机物的种类

2．根据化合物的组成单位确定化合物的名称

图1　—○—○—○—○—○—○—○—○—○—○—

图2　—△—□—△—◇—◇—○—△—□—◇—△—

(1)图1表示由相同单体构成的生物大分子，可表示淀粉、纤维素和糖原，都是由葡萄糖构成的。

(2)图2表示由不同单体构成的生物大分子，可表示核酸和多肽的结构组成。

3．根据化合物的功能确定化合物的名称

4．根据集合关系确定化合物种类

[对点训练]

1．下列有机化合物中，只含有C、H、O三种元素的是(　　)

A．氨基酸　　　　 B．核苷酸

C．脱氧核糖 D．磷脂

C　[氨基酸是蛋白质的基本单位，元素组成是C、H、O、N等，A错误；核苷酸是核酸的基本单位，元素组成是C、H、O、N、P，B错误；脱氧核糖是五碳糖，属于糖类，其元素组成是C、H、O，C正确；磷脂的元素组成是C、H、O、N、P，D错误。]

2．下列关于细胞与化合物的叙述正确的是(　　)

A．细胞中遗传信息的携带者一定是DNA

B．细胞呼吸的底物一定是糖类

C．含磷元素的物质一定是磷脂

D．含碳、氢、氧元素的物质一定是糖类

A　[细胞中的遗传物质是DNA，因此遗传信息的携带者一定是DNA，A正确；细胞呼吸的底物可以是糖类、油脂等，B错误；含磷元素的化合物有磷脂、DNA等，C错误；含碳、氢、氧元素的物质可能是油脂、糖类等，D错误。]

3．从一动物细胞中得到两类大分子有机物x、y，已知细胞中x的含量大于y，用胃液处理，x被分解而y不变。x含有化学元素N，有的还含有S，y含有化学元素N和P，它们与碘都没有颜色反应，细胞膜上有x而无y。下列有关x、y的叙述，错误的是(　　)

A．x可能是蛋白质

B．y的基本组成单位可能是核苷酸

C．细胞膜上的x可能是载体

D．y只存在于细胞核中

D　[胃液中含有胃蛋白酶，x被分解，说明x是蛋白质；y含有元素N和P，同时细胞膜上没有y，说明y是核酸，细胞膜上蛋白质可能是载体蛋白，核酸包括DNA和RNA，分别主要分布在细胞核和细胞质中。]

4．把一块生物组织捣碎后进行化学分析，得知含水、蛋白质、DNA和糖原，判断该组织来自(　　)

A．水稻 B．大肠杆菌

C．病毒 D．狗

D　[因为含有糖原所以是动物细胞，水稻是植物细胞，A错误；大肠杆菌是原核生物，B错误；病毒只含有核酸和蛋白质，C错误；狗是动物细胞，D正确。]

5.如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是(　　)

A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸

B．若②是细胞中主要的储能物质，则②是油脂

C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA

D．若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原

C　[蛋白质为大分子物质，元素组成为C、H、O、N等，基本单位为氨基酸；油脂只含C、H、O；能储存遗传信息的大分子物质有DNA和RNA，无论是DNA还是RNA其元素组成都是C、H、O、N、P；糖原为多糖，元素组成为C、H、O。]

6．生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成多聚体，下列叙述正确的是(　　)

A．若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有20种

B．若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种

C．若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类有4种

D．若该图表示多糖的结构模式图，则淀粉、纤维素和糖原是相同的

B　[如果该图为一段肽链的结构模式图，则1表示中心碳原子，2表示肽键，A错误；如果该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3是碱基，RNA中的碱基含有A、U、C、G 4种，B正确；如果该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，C错误；淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位都是葡萄糖，但是葡萄糖之间的连接方式不同，D错误。]

7．下图能正确表示化合物分类关系的是(　　)

B　[并不是所有的激素和酶的化学本质都是蛋白质，如性激素、甲状腺激素，有些RNA具有生物催化作用，A错误；脂质包括油脂、磷脂和固醇，固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等，B正确；葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，蔗糖不是还原糖，C错误；DNA是由磷酸、碱基和脱氧核糖组成的，而RNA是由磷酸、碱基和核糖组成的，D错误。]

　细胞内有机物的观察与鉴定

[核心精要]

细胞中有机物的检测与鉴定是利用某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的颜色反应，来达到检测与鉴定的目的。可通过如图所示的几个方面对每种有机物的检测与鉴定进行分析和判断：

[对点训练]

1．检测生物组织中的糖类、油脂和蛋白质的实验中，可能用到显微镜的是(　　)

A．还原糖的检测　 B．淀粉的检测

C．油脂的检测 D．蛋白质的检测

C　[在检测油脂的实验中，要用花生子叶做徒手切片，染色后用显微镜观察，故选C。]

2．下列实验中用到双缩脲试剂的是(　　)

A．还原糖的鉴定 B．蛋白质的鉴定

C．油脂的鉴定 D．淀粉的鉴定

B　[双缩脲试剂用于蛋白质的鉴定，蛋白质遇双缩脲试剂显紫色，还原糖用本尼迪特试剂鉴定显红黄色沉淀，油脂用苏丹Ⅲ染液染色显橙黄色，淀粉遇碘­碘化钾溶液变蓝。故答案选B。]

3．下列各项实验中，选择的实验材料错误的是(　　)

A．检测生物组织中的还原糖——梨

B．检测组织中的蛋白质——紫色洋葱鳞片叶

C．检测生物组织中的油脂——花生子叶

D．检测生物组织中的淀粉——马铃薯块茎

B　[梨的果肉富含还原糖，且颜色为白色或接近于白色，是检测生物组织中的还原糖的理想材料，A项正确；紫色洋葱鳞片叶，因其液泡呈现紫色，会对蛋白质与双缩脲试剂发生作用而产生紫色的观察造成干扰，因此不能用于检测组织中的蛋白质，B项错误；花生子叶富含油脂，且体积较大，是检测生物组织中的油脂的理想材料，C项正确；马铃薯块茎富含淀粉，是检测生物组织中的淀粉的理想材料，D项正确。]

4．植物的生长发育和产量在很大程度上取决于种子质量。糖类是生命活动的主要能源物质，为植物生长、发育提供必需的能量，是一切生命活动的基础。有学者研究了小麦种子中还原糖和蔗糖含量的变化，欲为科学调控小麦种子萌发提供理论依据。

实验方法和步骤：将新鲜的、经过筛选的小麦种子放入培养箱中，小麦种子吸水4小时后开始萌芽，至44小时，进入幼苗生长阶段。各种糖含量的测定在小麦种子吸水4小时后开始，之后，每隔4小时测定一次，持续到44小时为止。测定结果见下图：

(1)检测还原糖可用____________试剂，此试剂与还原糖在____________条件下反应生成______________(填现象)。

(2)据图可知，小麦种子萌发12 h后，还原糖的量____________，种子萌发20 h后，蔗糖含量下降的原因可能是__________________。该学者还检测了小麦种子中淀粉的含量变化，请你预测：小麦种子在萌发过程中淀粉含量变化最可能为____________。

(3)某兴趣小组同学想用双缩脲法进一步探究种子萌发时蛋白质的含量变化，双缩脲法的原理是利用蛋白质与双缩脲试剂发生____________反应，其____________与蛋白质浓度成正比。双缩脲试剂的使用方法是______________。其中双缩脲试剂B的量不能过量的原因是_____________________。

解析：(1)本尼迪特试剂与还原糖在水浴加热条件下产生红黄色沉淀，可以用本尼迪特试剂检测还原糖。(2)从曲线图中看出，小麦种子萌发12 h后，还原糖的量逐渐增加；在20 h后蔗糖的量不断减少，是因为种子萌发过程中需要消耗大量的能量，而蔗糖可以水解成葡萄糖和果糖为细胞生命活动提供能量，同理淀粉被水解成葡萄糖为细胞呼吸提供能量，所以淀粉的量不断减少。(3)蛋白质和双缩脲试剂发生紫色反应，其颜色深浅与蛋白质浓度成正比。双缩脲试剂在使用时先加双缩脲试剂A 2 mL，摇匀，再加双缩脲试剂B 5滴，摇匀。双缩脲试剂B是CuSO4，溶液如果过量会和双缩脲试剂A(NaOH)发生反应生成蓝色物质，从而掩盖生成的紫色(干扰实验结果)。

答案：(1)本尼迪特　(水浴)加热　红黄色沉淀　(2)逐渐增加　蔗糖水解生成果糖和葡萄糖(还原糖)　逐渐下降　(3)紫色　颜色深浅　先加双缩脲试剂A 2 mL，摇匀，再加双缩脲试剂B 5滴，摇匀　过量的双缩脲试剂B会与双缩脲试剂A反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色(干扰实验结果)

　蛋白质的相关计算

[核心精要]

1．肽键数、游离—NH2或—COOH的计算

(1)肽键数

①链状肽：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。

②环状肽：肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数。

(2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基团中氨基或羧基数(环状肽中主链上不再有游离氨基或羧基)。

2．特殊情况下蛋白质相对分子质量的计算

若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键存在时，要考虑脱去氢的相对分子质量。形成1个二硫键脱去2个H，相对分子质量减少2。

3．利用原子守恒定律计算蛋白质中各元素的原子数

(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。

(2)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原子的总数－脱去的水分子数。

(3)H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱去的水分子数。

[对点训练]

1．某22肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽。则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是(　　)

A．6　18　　　　 B．5　18

C．5　17 D．6　17

C　[四肽有3个肽键，三肽有2个肽键，因此2个三肽有2×2＝(4)个肽键，六肽有5个肽键，因此2个六肽有5×2＝10(个)肽键，一共有3＋4＋10＝17(个)肽键；至少含有的氨基数等于肽链数，有5条肽链至少含有5个氨基，C正确，ABD错误。]

2．如下图表示一个由200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198个肽键

B．该蛋白质中至少含有3个氨基

C．200个氨基酸缩合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582

D．参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基

C　[由题图看出该蛋白质有两条肽链并且两条肽链由一个肽键连接，链内肽键198个，链间肽键1个，共199个肽键，A错误；该蛋白质有两条肽链，至少含有2个—NH2，B错误；缩合成该蛋白质时脱去水分子199个，相对分子质量减少了199×18＝3 582，C正确；由题图看出该蛋白质有两条肽链，并且两条肽链由一个肽键连接，故含有199个肽键，所以200个氨基酸中至少有199＋2＝201个氨基，D错误。]

3．x个氨基酸合成的蛋白质结构如图所示(内含环肽)，其中—S—S—表示连接两条相邻多肽的二硫键(每个二硫键由两个—SH脱去2个H形成)。下列叙述中不正确的是(　　)

A．此蛋白质中至少含2个氨基与2个羧基

B．形成二硫键可增加蛋白质结构的稳定性

C．此蛋白质中应含有(x－3)个肽键

D．此蛋白质合成时减少的分子量为(x－2)×18＋4

C　[每一条肽链的起端和末端分别含有1个氨基和1个羧基，图中的蛋白质含有2条肽链和1个肽环，故此蛋白质中至少含2个氨基与2个羧基，A正确；形成二硫键可增加蛋白质结构的稳定性，B正确；此蛋白质中应含有(x－2)个肽键，C错误；蛋白质合成时减少的分子量为(x－2)×18＋4，D正确。]

4．现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有(　　)

A．9种，9种　　　 B．27种，6种

C．18种，6种 D．6种，3种

B　[若3种氨基酸形成三肽，每种氨基酸的数目不限，则构成的三肽有33＝27(种)；若是包含3种氨基酸的三肽，第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从剩余2种氨基酸中任选一种，第三个位置只能安放剩余的1种，共有3×2×1＝6(种)。]

5．某多肽的分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。亮氨酸(C6H13O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、苯丙氨酸(C9H11O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列对该多肽的叙述不正确的是(　　)

A．有3个肽键

B．水解后得到4种氨基酸

C．含有氧原子数和氢原子数分别为5和32

D．只有1个羧基

B　[该多肽链是由4个氨基酸脱水缩合形成的，因此含有3个肽键，A正确；该多肽链含有4个氨基酸，其中有2个是半胱氨酸(C3H7O2NS)，因此最多含有3种氨基酸，B错误；由多肽分子式中含4个N原子，且列举的氨基酸中都只含1个N原子，因此该多肽由4个氨基酸合成，包括2个半胱氨酸(C3H7O2NS)，另外两个氨基酸是苯丙氨酸(C9H11O2N)和亮氨酸(C6H13O2N)，四个氨基酸脱去3分子水，因此含有的O是2×4－3＝5，H是7×2＋11＋13－3×2＝32，C正确；该肽链是由2个半胱氨酸(C3H7O2NS)、苯丙氨酸(C9H11O2N)和亮氨酸(C6H13O2N)形成的一条肽链，因此只有1个羧基，D正确。]

6．有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyOwNzS(z>12，w>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是(　　)

A．(y＋12)个 B．(z＋12)个

C．(w－13)个 D．(w－13)/2个

D　[由题意知，天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2个羧基，4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸的个数是x个，根据题干信息可知脱去12－1＝11(个)水，根据氧原子守恒定律，该多肽中的氧原子有：R基羧基中的氧原子数＋肽键中的氧原子数＋末端羧基中的氧原子数＝2x＋11＋2＝w，解得x＝(w－13)/2。综上所述，A、B、C均不符合题意，D符合题意。]