2024年高中生物新教材同步必修第一冊 講義第2章 本章知識網絡

2024年高中生物新教材同步必修第一冊講義本章知識網絡第1節(jié)細胞中的元素和化合物[學習目標]1.說出組成細胞的元素種類與含量，認同生命的物質性。2.通過檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質，認同細胞由多種化合物組成。一、組成細胞的元素和化合物1．組成細胞的元素(1)生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性①統(tǒng)一性：從化學元素的種類分析，組成細胞的化學元素，在________中都能夠找到。②差異性：從____________________分析，細胞與無機自然界大不相同。(2)種類：組成細胞的化學元素，常見的有____多種。(3)分類①大量元素(含量較多)：___________________________________________________等。②微量元素(含量很少)：___________________________________________________等。2．組成細胞的化合物(1)元素存在形式：大多以__________的形式存在。(2)種類及相對含量：____(70%～90%)、________(7%～10%)、糖類和核酸(1%～1.5%)、脂質(1%～2%)、無機鹽(1%～1.5%)。判斷正誤(1)組成地殼的元素在細胞中都能找到()(2)細胞中含量很少的元素都是微量元素()(3)大量元素和微量元素的劃分依據是其發(fā)揮生理作用的大小()(4)沙漠中的仙人掌細胞中含量最多的化合物是水()任務一：分析組成細胞的元素和化合物1．比較組成地殼和組成細胞的部分元素的含量(%)，回答問題：元素地殼細胞O48.665.0Si26.3極少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0(1)組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能找到，說明了什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)細胞中的各元素含量和無機自然界中的含量大不相同，這說明了什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)組成細胞的元素追根溯源來自無機自然界，為什么細胞內各種元素的比例與無機自然界的大不相同？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．比較玉米細胞與人體細胞的部分元素及含量(干重，質量分數)，回答下列問題：元素玉米細胞人體細胞O44.4314.62C43.5755.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占細胞干重的質量分數總計小于3%。(1)玉米細胞與人體細胞含量較多的四種元素一樣嗎？怎樣解釋這種現象？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)玉米細胞中氧元素的含量明顯要高于人體細胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細胞，怎樣解釋這種現象？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)細胞中有些元素含量很少，如在玉米細胞中，S只有0.17%、Mg只有0.18%，是否意味著這些元素并不重要？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．請嘗試構建下列概念的包含關系圖。自然界中的元素、組成細胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。4．根據教材P17圖2－1填空。(1)細胞內含量最多的無機化合物是____。細胞內含量最多的化合物是____。占細胞鮮重最多的化合物是____。占細胞鮮重50%以上的化合物是____。沙漠植物細胞中含量最多的化合物是____。(2)細胞內含量最多的有機化合物是__________。細胞內含量僅次于水的化合物是____。占細胞干重最多的化合物是____。占細胞干重50%以上的化合物是______。元素的統(tǒng)一性和差異性1．如圖為元素在生物體內的含量分布情況，下列敘述不正確的是()A．Ⅰ在非生物界中都能找到，體現了生物界與非生物界的統(tǒng)一性B．Ⅱ含量雖少，卻是生物體正常生命活動不可缺少的C．Ⅱ和Ⅲ為生物體的必需元素，一旦缺乏就可能會導致相應的病癥D．P、S、K、Ca、Fe屬于大量元素2.生命的物質基礎是組成細胞的元素和化合物，如圖中序號代表不同的化合物，面積不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表兩大類化合物。下列敘述正確的是()A．若Ⅴ和Ⅵ分別代表蛋白質和脂質，則Ⅶ代表核酸B．細胞干重和鮮重中含量最多的化合物分別是Ⅴ和ⅢC．醫(yī)用的生理鹽水和糖溶液中的溶質分別屬于Ⅳ和ⅤD．上述物質中氧原子含量最高的化合物是Ⅴ二、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質1．實驗原理(1)還原糖(葡萄糖、麥芽糖、果糖等)＋________試劑eq\o(→,\s\up7(水浴),\s\do5(加熱))__________。(2)脂肪＋______染液→______色。(3)蛋白質＋______試劑→______色。2．實驗流程(1)還原糖的檢測和觀察(2)脂肪的檢測和觀察制作花生子葉臨時切片，用顯微鏡觀察子葉細胞的著色情況(以花生為例)(3)蛋白質的檢測和觀察3．注意事項(1)蛋白質檢測時，雙縮脲試劑的加入順序：先加A液，再加B液，且B液不能過量。目的是先制造堿性環(huán)境。若先加B液或B液過量，會生成Cu(OH)2，干擾顏色反應。(2)在蛋白質檢測實驗中，需要將雞蛋清稀釋到一定程度，否則與雙縮脲試劑發(fā)生反應后，會黏在試管的內壁上，反應不徹底，試管也不易刷洗。判斷正誤(1)西瓜、番茄等都含有較多的糖，因此可用于還原糖的鑒定()(2)甘蔗富含糖，是做還原糖鑒定的理想材料()(3)非還原糖與斐林試劑混合后經水浴加熱后的現象是溶液為無色()任務二：實驗檢測試劑的比較1．完善表格，總結斐林試劑和雙縮脲試劑的異同。項目斐林試劑雙縮脲試劑成分相同______(甲液)和CuSO4(乙液)NaOH(A液)和________(B液)濃度不同0.1g/mL的NaOH溶液、________的CuSO4溶液________的NaOH溶液、0.01g/mL的CuSO4溶液原理不同新配制的Cu(OH)2與加入的還原糖在________條件下反應，Cu(OH)2被還原生成______色的Cu2O沉淀在堿性環(huán)境下的Cu2＋與肽鍵發(fā)生反應，生成____色絡合物用法不同甲液和乙液等量混勻后立即使用先加A液1mL，搖勻；再加B液4滴，搖勻使用條件________溫水浴加熱不需加熱，搖勻即可顏色反應______→棕色→磚紅色(沉淀)淺藍色→______2.利用斐林試劑的甲液、乙液和蒸餾水能否檢測蛋白質？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．實驗材料的選擇(1)所選材料應富含被檢測的有機物，易出現明顯的實驗現象。(2)材料本身應為白色或近于白色，不干擾實驗結果。2．三類有機物的檢測在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱的——還原糖的檢測，若不加熱，則無磚紅色沉淀出現。(2)唯一需要顯微鏡的——花生子葉切片脂肪的檢測。(3)混合后加入的——斐林試劑；分別加入的——雙縮脲試劑。3．易錯警示(1)易忽略斐林試劑本身的顏色非還原糖(如蔗糖)＋斐林試劑水浴加熱后的現象不是無色，而是藍色[Cu(OH)2的顏色]。(2)誤認為脂肪的檢測必須使用顯微鏡若要觀察被染色的脂肪顆粒，則使用顯微鏡，但若只觀察溶液顏色變化，則不必使用顯微鏡，可以在制備的組織樣液中加入蘇丹Ⅲ染液，觀察溶液的顏色變化。3．下列關于實驗操作步驟的敘述中，正確的是()A．用于鑒定可溶性還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質的鑒定B．鑒定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑甲液后再加入乙液C．脂肪的鑒定實驗中需用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒D．用于鑒定蛋白質的雙縮脲試劑A液和B液，要混合均勻，再加入含樣品的試管中，且現配現用4．(2023·廣東汕頭高一期中)在下圖1、3、5號試管中分別加入2mL蒸餾水，2、4、6號試管中分別加入2mL發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液，然后在1～4號試管中適量滴加斐林試劑，5、6號試管中適量滴加雙縮脲試劑，搖勻。下列有關實驗現象的描述，錯誤的是()A．4號試管內呈磚紅色，只有5號試管內呈藍色B．2號試管不出現磚紅色的原因僅是沒有水浴加熱C．1號試管不出現磚紅色的原因不僅僅是沒有水浴加熱D．6號試管內呈紫色，這說明已發(fā)芽的小麥種子勻漿中含有蛋白質類物質第2節(jié)細胞中的無機物[學習目標]1.簡述水在細胞中的存在形式和作用。2.說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。一、細胞中的水1．水的含量(1)在活細胞中含量最多的化合物是____。(2)生物種類不同含水量不同，一般為60%～95%，水母的含水量達到97%。2．水的特點(1)水分子是______分子，因此水是良好的溶劑。(2)水分子具有________，易于斷裂和形成，使水具有________和較高的________。3．水的存在形式及作用形式自由水結合水概念細胞中絕大部分的水呈______狀態(tài)，可以自由流動與細胞內的其他物質______的水功能①細胞內__________；②參與____________；③為細胞提供液體環(huán)境；④運送______和______是細胞結構的____________4.水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系正常情況下，細胞內________所占的比例越大，細胞的______就越旺盛；而________越多，細胞抵抗____________等不良環(huán)境的能力就越強。判斷正誤(1)生物種類不同，含水量不同，如陸生生物含水量多于水生生物()(2)生物的含水量與生長發(fā)育階段有關，幼嫩組織的細胞中含水量高()(3)曬干的種子不含自由水()任務一：分析細胞中水的存在形式及其相互轉化1．剛收獲的小麥種子，農民往往將其曬干后再儲藏，在這個過程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．如果將曬干的種子放在試管中加熱，會發(fā)現試管壁上有水珠出現，該過程中種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，據此推斷自由水和結合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細胞中，結合水含量升高，這表明自由水和結合水的比值與生物的抗逆性有什么關系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．自由水與結合水的相互轉化(1)條件：自由水eq\o(,\s\up7(溫度降低),\s\do5(溫度升高))結合水。(2)實例①烘干種子時，部分結合水轉化為自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉化為結合水。2．自由水與結合水相對含量與細胞代謝的關系(1)圖示(2)曲線1．人們普遍認為，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命從一開始就離不開水。下列關于水的說法錯誤的是()A．水是極性分子，帶電分子(或離子)易與水結合，因此水是一種良好的溶劑B．由于氫鍵的存在，使水可以緩解溫度的變化，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性C．結合水主要是水與蛋白質、多糖等物質結合，是細胞中水的主要存在形式D．種子萌發(fā)時結合水與自由水的比值減小，細胞代謝增強2．(2023·河南南陽高一期中)水在植物的生命活動中具有重要作用。風干的種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動，使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．經階段Ⅰ吸水后，種子中的水主要是以自由水的形式存在B．風干的小麥種子中只有結合水，沒有自由水C．胚生長過程中，結合水/自由水的比值較風干種子中小D．一定時間內，隨著小麥種子萌發(fā)時間的延長，吸水量不斷增加二、細胞中的無機鹽1．存在形式和含量2．無機鹽的生理功能生理功能舉例組成某些復雜化合物①Mg是構成__________的元素；②Fe是構成________的元素；③P是組成細胞膜、細胞核的重要成分，也是細胞必不可少的許多化合物的成分①Na＋缺乏會引發(fā)肌肉酸痛、無力等；②哺乳動物血液中Ca2＋的含量太低，會出現抽搐等癥狀維持生物體內的平衡①滲透壓的平衡；②酸堿平衡判斷正誤(1)細胞中，無機鹽均以離子形式存在()(2)無機鹽含量過多或過少都會影響生物體的正常生命活動()(3)植物秸稈燃燒產生的灰燼中含有豐富的無機鹽()任務二：分析并探究無機鹽的作用1．無機鹽在細胞(鮮重)中的含量僅為1%～1.5%，但卻有著重要的作用，請結合下列材料分析無機鹽的有關知識。(1)材料1一種葉綠素分子和血紅素分子局部結構簡圖如下：由材料可以看出，無機鹽是__________________________________________________________________。(2)材料2足球運動員在激烈比賽中有時會出現肌肉抽搐的現象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，缺少硼時常導致“花而不實”。由材料說明，無機鹽對______________________________有著重要的意義。(3)材料3生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴液等滲的無機鹽溶液，常用的是質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態(tài)，如果放到清水里，會吸水漲破。由材料說明，無機鹽能調節(jié)人體的__________________________________________，維持細胞的__________。(4)材料4人體代謝過程中產生的一些代謝物質會改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物質，可以中和這些變化。由材料說明，無機鹽對于維持人體內環(huán)境__________的相對穩(wěn)定具有重要作用。2．“焦邊”是由缺鉀所引起的植物葉片邊緣出現枯黃色的現象。請完善實驗步驟探究小麥“焦邊”是由缺鉀導致的，準備以下材料用具：若干株長勢基本相同的小麥幼苗、濃度相同的全素培養(yǎng)液、缺鉀全素培養(yǎng)液等。(1)實驗步驟：①取兩只廣口瓶，編號為甲、乙。在甲瓶加入100mL的全素培養(yǎng)液，向乙瓶中加入_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②將____________________________________________________________________________分別栽種在甲、乙培養(yǎng)瓶中；③在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，觀察________________________________。(2)實驗結果與結論：①若甲瓶的小麥幼苗正常生長，____________________________________________________________________________________________________________________，則說明小麥葉片“焦邊”是由缺鉀引起的；②若________________________________________________________________________，則說明小麥葉片“焦邊”不是由缺鉀引起的。(3)通過實驗證實“焦邊”是由缺鉀導致的，為增強實驗的說服力，在上述實驗的基礎上如何改進完善？______________________________________________________________。3．下列關于無機鹽的敘述，錯誤的是()A．缺鐵性貧血是由于體內缺乏鐵，不能合成血紅素引起的B．鎂是構成葉綠素的成分之一，缺鎂會影響光合作用的進行C．患急性腸胃炎的病人脫水時只需要補充體內丟失的水分D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘4．蘋果含有微量元素Zn，而Zn是構成與記憶力息息相關的核酸和蛋白質不可缺少的元素，兒童缺Zn會導致大腦發(fā)育不良，因此蘋果又稱為記憶之果。這說明無機鹽離子()A．對維持酸堿平衡有重要作用B．對維持細胞形態(tài)有重要作用C．對調節(jié)細胞內的濃度有重要作用D．對維持生物體的生命活動有重要作用第3節(jié)細胞中的糖類和脂質[學習目標]1.概述糖類有多種類型，它們既是細胞的重要結構成分，又是生命活動的主要能源物質。2.舉例說出不同種類的脂質對維持細胞結構和功能有重要作用。一、細胞中的糖類1．元素組成和功能(1)元素組成：一般由________構成。(2)功能：細胞中主要的__________。2．分類(1)單糖①含義：不能______的糖類。②種類：________、果糖、半乳糖、核糖和________等，其中__________是細胞生命活動所需要的主要能源物質。(2)二糖①含義：由兩分子單糖________形成的糖。②種類：______在糖料作物甘蔗和甜菜里含量豐富；______在發(fā)芽的小麥等谷粒中含量豐富；______在人和動物乳汁中含量豐富。(3)多糖：生物體內的糖類絕大多數以______的形式存在。種類淀粉糖原纖維素幾丁質(殼多糖)基本單位N－乙酰葡萄糖胺作用植物體內的_____人和動物細胞的_____構成植物細胞___的主要成分甲殼類動物和昆蟲的_____的重要組成成分分布糧食作物的____中，植物變態(tài)的莖或根及一些植物的果實中主要分布在人和動物的_____中植物的莖稈和枝葉及所有植物細胞的_____廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲的_____中判斷正誤(1)糖類都能為生命活動提供能量，細胞內的糖都是能源物質()(2)淀粉和纖維素都是植物細胞內儲存能量的多糖()(3)人和動物血液中葡萄糖含量低于正常時，肝糖原、肌糖原便會分解產生葡萄糖及時補充()任務一：歸納糖類的分類及功能1．請完善表格種類常見種類分布功能單糖五碳糖核糖(C5H10O5)細胞組成RNA脫氧核糖(C5H10O4)組成DNA六碳糖(C6H12O6)葡萄糖細胞中主要的能源物質果糖細胞(主要)－半乳糖細胞(主要)－二糖(C12H22O11)蔗糖(蔗糖→葡萄糖＋果糖)甜菜、甘蔗、水果等___細胞中，可用于加工紅糖、白糖、冰糖能水解成單糖而供能麥芽糖(麥芽糖→葡萄糖＋葡萄糖)發(fā)芽的小麥等細胞中乳糖(乳糖→葡萄糖＋半乳糖)人和的乳汁中多糖(C6H10O5)n淀粉(淀粉→許多)玉米、小麥、水稻、馬鈴薯、山藥等細胞中植物細胞中重要的______纖維素(纖維素→許多)細胞壁植物的主要成分糖原(糖原→許多)肝糖原主要存在于人和動物的和中糖原是人和動物細胞中重要的____，肝糖原可調節(jié)_____，肌糖原可為肌肉___肌糖原幾丁質(殼多糖)廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲的中甲殼類動物和昆蟲的的重要組成成分2．細胞中的糖類按化學性質可分為還原糖和非還原糖，請分別列舉。(1)還原糖：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)非還原糖：____________________________________________________________。3．請將下列糖類按功能進行劃分。葡萄糖、核糖、脫氧核糖、淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(1)細胞生命活動的主要能源物質：__________________________________________。(2)儲能物質：________。(3)結構物質：____________________________________________________________。1．如圖表示糖類的化學組成和種類，下列相關敘述正確的是()A．①②③依次代表單糖、二糖、多糖，它們均可繼續(xù)水解B．①②均是可被細胞直接吸收利用的小分子物質C．④⑤分別為纖維素、肌糖原，二者均儲存能量，可作為儲能物質D．幾丁質是多糖，是昆蟲外骨骼的重要成分2．下列關于糖類化合物的敘述，正確的是()A．蔗糖和麥芽糖屬于二糖，糖原是植物體內重要的儲能物質B．淀粉、糖原、纖維素都是由葡萄糖聚合而成的多糖C．葡萄糖、果糖、半乳糖都具有還原性，但元素組成不同D．蔗糖、麥芽糖、乳糖都可與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀二、細胞中的脂質1．元素組成：主要是__________，有些還含有______。相對于糖類，脂質分子中____含量低，____含量高。2．性質：脂質通常不溶于______，而溶于____________。3．分類和功能分類組成生理功能脂肪(三酰甘油)三分子脂肪酸、一分子甘油①細胞內良好的______；②很好的______，有隔熱、保溫作用；③具有______作用，可以保護內臟器官磷脂甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物構成細胞膜和多種細胞器膜的重要成分固醇膽固醇①構成動物______的重要成分；②參與血液中______的運輸性激素促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及______的形成維生素D能有效地促進人和動物腸道對______的吸收4.糖類和脂質的相互轉化糖類和脂肪之間的轉化程度是有明顯差異的。糖類在供應充足的情況下，可以大量轉化為________；而脂肪一般只在糖類代謝發(fā)生障礙，引起供能不足時，才會分解供能，而且不能大量轉化為________。判斷正誤(1)蘇丹Ⅲ染液可以將脂質染成橘黃色()(2)脂質存在于所有細胞中，脂肪只存在于動物的脂肪細胞中()(3)磷脂由C、H、O三種元素構成，是構成細胞膜的重要成分()任務二：脂質的分類及功能1．請結合教材P26圖2－6脂肪分子式，回答下列問題：(1)相同質量的糖類和脂肪相比，在元素組成上有以下特點：脂肪和糖類的組成元素都是________，但是脂肪的____含量高，____含量低。(2)與糖原相比，脂肪是良好的儲能物質的原因是：①與糖類相比，脂肪分子中________含量遠遠低于糖類，________含量更高，所以等質量的糖類和脂肪徹底氧化分解時，____________消耗的氧氣多，產生的水多，釋放的能量多。②單位質量的脂肪的體積比糖原的小很多，有利于儲藏。2．植物細胞中也有脂肪，請據圖分析導致花生油為液態(tài)，豬油為固態(tài)的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________資料拓展必需脂肪酸和反式脂肪酸必需脂肪酸是指一些脂肪酸對維持身體的機能不可缺少，但是機體又不能合成，必須從食物中獲取的脂肪酸。它們通常都是一些不飽和脂肪酸，例如：ω－3、ω－6以及最為知名的DHA(俗稱腦黃金)。不飽和脂肪酸鏈上的雙鍵上兩個碳原子結合的兩個氫原子，如果在同側，我們則稱之為順式不飽和脂肪酸(如圖1)，這是自然界中絕大多數不飽和脂肪酸的存在形式。反之，如果與雙鍵上兩個碳原子結合的兩個氫原子，分別位于兩側，則稱之為反式脂肪酸(如圖2)。反式脂肪酸能夠增加食品的口感和美味，成本更加低廉，常見的餅干、糕點、奶茶、炸薯條等，其中含量比較高。由于反式脂肪酸會增加人體血液的黏稠度和凝聚力，容易導致血栓的形成，所以健康的飲食習慣應該控制攝入反式脂肪酸。3．為什么兒童曬太陽能預防佝僂病？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．給家畜、家禽提供富含糖類的飼料，為什么會起到“肥育”的效果？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．下列關于脂質的敘述正確的是()A．磷脂由C、H、O、N四種元素組成，是構成細胞膜和多種細胞器膜的重要成分B．性激素的化學本質是蛋白質，對維持生物體的生殖過程起著重要的調節(jié)作用C．大多數動物脂肪含有飽和脂肪酸，飽和脂肪酸的熔點較高，容易凝固D．膽固醇會引起人心血管類疾病，應該不要攝入4．科學研究表明：花生種子發(fā)育過程中，可溶性糖的含量逐漸減少，脂肪的含量逐漸增加，花生種子萌發(fā)過程中，脂肪的含量逐漸減少，可溶性糖含量逐漸增加。下列分析錯誤的是()A．花生種子萌發(fā)過程中，脂肪轉變?yōu)榭扇苄蕴牵枰罅康腛元素B．同等質量的花生種子和小麥種子，萌發(fā)過程中耗氧較多的是花生種子C．花生種子發(fā)育過程中，可溶性糖轉變?yōu)橹?，更有利于能量的儲存D．花生種子萌發(fā)過程中，脂肪轉變?yōu)榭扇苄蕴?，該過程在人體內也可以大量轉化第4節(jié)蛋白質是生命活動的主要承擔者[學習目標]1.概述蛋白質的主要功能。2.說明氨基酸的結構特點及其種類。3.描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質的過程。4.闡明蛋白質結構及其多樣性。一、蛋白質的功能及其基本組成單位——氨基酸1．蛋白質的功能(1)蛋白質是生命活動的__________。(2)2．蛋白質的基本組成單位——氨基酸(1)氨基酸的種類組成蛋白質的氨基酸有____種，其中8種是人體細胞不能合成的，稱為______氨基酸，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中獲??；另外____種氨基酸是人體細胞能夠合成的，稱為______氨基酸。(2)氨基酸的元素組成及結構特點①組成氨基酸的共有元素是____________，有的氨基酸還含有____等元素。②氨基酸的結構特點a．每種氨基酸分子至少含有一個______(—NH2)和一個______(—COOH)。b．每種氨基酸分子中都有一個______和一個______連接在同一個碳原子上，該碳原子還連接一個________和一個側鏈基團，這個側鏈基團用____表示。各種氨基酸的區(qū)別在于____基的不同。③氨基酸的結構通式：____________________________________________________________________________________________________________________________。特別提醒(1)類比推理法理解氨基酸的結構①類比：把氨基酸分子比喻成人，兩只手分別代表氨基和羧基，兩條腿代表氫，頭代表R基，軀干代表中心碳原子。②圖示(如圖)(2)氨基、羧基、R基的書寫①正確的格式：—NH2、—COOH、—R(千萬不要忘記在原子團前面加“—”)。②避免兩種錯誤格式a．寫成NH2、COOH、R。b．寫成NH3、—NH3、HCOOH等。③結構通式及氨基和羧基不同表達形式的辨別判斷正誤(1)蛋白質具有催化、免疫、遺傳、調節(jié)等各種功能()(2)蛋白質是目前已知的結構最復雜、功能最多樣的分子()(3)氨基酸分子的氨基和羧基都連在同一個碳原子上()(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸()任務一：分析氨基酸的結構觀察下列四種氨基酸的結構，探究以下問題：(1)構成蛋白質的氨基酸共有的部分是________________________________________。(2)這四種氨基酸分子的R基分別是________________________________________________________________________。(3)“氨基酸”這一名詞與其分子結構有怎樣的對應關系？________________________________________________________________________(4)組成蛋白質的氨基酸分子中都只含有一個氨基和一個羧基嗎？若有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基分布在哪里？________________________________________________________________________1．下列化合物中，屬于構成蛋白質的氨基酸的是()A．①②③④ B．①②③C．①② D．②④2．纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數依次為()A．2、4、2、1 B．5、11、2、1C．5、9、4、1 D．5、8、2、1二、蛋白質的結構及其多樣性1．蛋白質的結構層次氨基酸↓脫水縮合eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：一個氨基酸分子的,與另一個氨基酸分子的,相連接，同時脫去一分子的水))二肽：由__________縮合而成的化合物↓多肽：由__________縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，通常呈____結構↓盤曲、折疊(原因：氨基酸之間能形成____等)蛋白質：具有一定的________2．脫水縮合的過程(1)過程①名稱：________。(2)物質②名稱：________。(3)結構③名稱：________。3．蛋白質種類多樣性的原因在細胞內，組成一種蛋白質的氨基酸______可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的__________千變萬化，肽鏈的______________________________千差萬別，因此，蛋白質分子的結構極其多樣。4．蛋白質的變性(1)概念：蛋白質變性是指蛋白質在某些__________因素作用下其特定的________被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性______的現象。(2)應用：①雞蛋、肉類煮熟后由于高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被__________水解，因而易于消化。②經過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的____________________，可以達到消毒、滅菌的目的。判斷正誤(1)含有兩個肽鍵的化合物叫作二肽()(2)蛋白質變性是由于肽鍵的斷裂造成的()(3)變性的蛋白質也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應()(4)蛋白質變性是可逆的化學反應()任務二：分析氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過程請結合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖分析：(1)肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫和氧元素的來源分別是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數量關系是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質量是多少？若形成m條肽鏈呢？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．兩種氨基酸結構式如圖，它們在形成二肽化合物時，最可能相互縮合的基團是()A．①與③ B．②與④C．②與⑥ D．③與④4．血紅蛋白分子含有兩條α肽鏈和兩條β肽鏈，其空間結構如圖甲所示；圖乙表示β肽鏈一端的部分氨基酸序列。請分析回答下列問題：(1)圖乙所示結構含有________種氨基酸，①的名稱是________。(2)血紅蛋白是由574個氨基酸組成的，氨基酸經過________過程形成4條多肽鏈，該過程中形成________個肽鍵。(3)若兩條β肽鏈完全相同，則圖甲所示的血紅蛋白至少含有________個羧基。(4)據圖分析，蛋白質分子的多樣性是由______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________不同導致的。(5)若圖甲血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成聚合成纖維狀的異常血紅蛋白，則由其參與組成的紅細胞運輸氧的能力將________(填“不變”“減弱”或“失去”)。由此能得到什么結論？____________________________________________________________________________________________________________________________。(6)圖丙為血紅蛋白變性和水解的示意圖，總結兩者的區(qū)別：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者[學習目標]1.說出核酸的種類及其在細胞中的分布。2.簡述核酸的結構和功能。3.說明生物大分子以碳鏈為基本骨架。一、核酸的種類、分布及其組成1．種類：一類是脫氧核糖核酸，簡稱________；另一類是____________，簡稱RNA。2．分布：真核細胞的DNA主要分布在______中，______________內也含有少量的DNA。RNA主要分布在________中。3．核酸是由核苷酸連接而成的長鏈(1)核酸的基本組成單位——核苷酸①組成②種類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(分類依據：的不同,類別：脫氧核苷酸和))a．脫氧核苷酸：構成______的基本單位。b．核糖核苷酸：構成______的基本單位。(2)DNA和RNA的區(qū)別①分子組成的不同a．DNA的五碳糖是________，而RNA特有的則是核糖。b．DNA特有的堿基是__________，而RNA特有的則是________________。②分子結構的不同DNA是由__________連接而成的，一般由____條鏈構成，RNA則是由__________連接而成的，由____條鏈構成。(3)通過DNA指紋獲得遺傳信息的根本原因生物的遺傳信息儲存在________中，而且每個個體的____________________各有特點(特異性)。(4)核酸的多樣性及功能①多樣性的原因：核苷酸______不同和________多樣。②功能a．核酸是細胞內攜帶________的物質。b．核酸在生物體的__________和____________中具有極其重要的作用。判斷正誤(1)真核細胞的RNA只分布在細胞質中()(2)真、原核細胞內均有兩種核酸()(3)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮堿基＝1∶1∶1()(4)構成DNA的脫氧核苷酸有4種，構成RNA的核糖核苷酸有4種()(5)DNA中遺傳信息的多樣性主要取決于脫氧核苷酸的種類()任務一：整理歸納核酸的結構、分布和水解產物1．整理歸納核酸的結構層次、分布。比較項目脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成元素C、H、O、N、P基本單位名稱_________(4種)核糖核苷酸(4種)結構圖組成無機酸磷酸五碳糖核糖含氮堿基A(腺嘌呤)、C()、G(鳥嘌呤)T()(尿嘧啶)一般結構兩條核苷酸鏈一條核苷酸鏈分布主要在中，、____內也少量含有主要在細胞質中2.比較真核生物、原核生物及病毒的核酸類型，并完成表格。項目核酸遺傳物質類型核苷酸種類堿基種類類型核苷酸種類堿基種類細胞生物真核生物DNA和RNADNA44原核生物DNA和RNA85非細胞生物(病毒)DNA病毒DNA44RNA病毒RNARNA443.DNA、RNA初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？請完善表格。物質初步水解的產物徹底水解的產物DNA脫氧核糖、磷酸、4種堿基(A、T、C、G)RNA核糖核苷酸1．如圖為核苷酸的模式圖，下列相關說法正確的是()A．DNA與RNA的不同點只體現在②處B．若②為核糖，則③可以是胸腺嘧啶C．在人類免疫缺陷病毒中核苷酸共有8種D．人體內的③有5種，②有2種2．如圖為某種核苷酸(已知圖甲的右上角部分為腺嘌呤)和某核苷酸鏈(圖乙)示意圖，請據圖回答問題：(1)圖甲中該核苷酸的名稱為____________________________，該核苷酸是構成哪一種核酸的基本原料？______________________________________________________________。(2)請指出圖甲中哪一位置上的氧去掉后便可成為合成細菌遺傳物質的基本原料：________(填序號)。(3)圖乙中1、2、3的中文名稱分別是________、________、________。(4)通常由圖乙中________條圖示的核苷酸鏈構成一個________分子。(5)在豌豆的葉肉細胞中，由A、C、T、U4種堿基參與構成的核苷酸共有________種。二、生物大分子以碳鏈為骨架1．單體和多聚體生物大分子是由許多基本單位連接而成的，這些基本單位稱為______，這些生物大分子又稱為單體的多聚體。單體(基本單位)多聚體(生物大分子)單糖多糖氨基酸蛋白質核苷酸核酸2.生物大分子以碳鏈為基本骨架的原因：每一個單體都以__________________________為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。3．碳的重要作用：____是生命的核心元素。4．細胞是由化學元素和化合物構成的(1)以碳鏈為骨架的________________等生物大分子，構成細胞生命大廈的基本框架。(2)________提供了生命活動的重要能源。(3)____________與其他物質一起，共同承擔著構建細胞、參與細胞生命活動等重要功能。(4)細胞中的化合物，________________處在不斷變化之中，但又保持相對穩(wěn)定，以保證細胞生命活動的正常進行。特別提醒脂肪不屬于生物大分子的原因：脂肪類化合物是由甘油和脂肪酸結合而成的，而且脂肪的分子量與蛋白質、核酸、多糖相比小很多，一般不稱其為生物大分子。判斷正誤(1)構成生物大分子的單體在排列順序上并不都具有多樣性()(2)由基本單位葡萄糖組成的生物大分子都是植物細胞壁的主要成分()(3)多聚體最終水解的產物不一定是單體()任務二：辨析細胞中的有機物1．請根據元素組成判斷細胞內的有機物種類。(1)只含C、H、O→______________。(2)除C、H、O、N外，有的還含有S→_____________________________________。(3)只含有C、H、O、N、P→____________。2．組成細胞的化合物，具有物種特異性的物質有哪些？3．如圖表示細胞內不同化學元素所組成的化合物。以下說法錯誤的是()A．若圖中①為某種多聚體，則①可具有傳遞信息的作用B．若②分布于內臟器官周圍，則②可具有緩沖和減壓作用C．若③為某種多聚體，則③一定是DNAD．若④存在于昆蟲的外骨骼中，則④可能是幾丁質4．生命科學常用圖示表示微觀物質的結構，圖1～3分別表示植物細胞中常見的三種有機物，則圖1～3可分別表示()A．多肽、RNA、淀粉B．DNA、RNA、纖維素C．DNA、蛋白質、糖原D．蛋白質、核酸、糖原與蛋白質的合成和水解過程相關的計算一、蛋白質的相對分子質量、氨基(羧基)數、肽鍵數和脫水數的計算1．鏈狀肽可以用如下的模式圖表示：(1)肽鍵數＝失去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數。(2)蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數×18(若有p個二硫鍵生成，則還應減去2p)。(3)肽鏈中游離氨基或羧基的計算①至少含有的游離氨基或羧基數＝肽鏈數。②游離氨基或羧基數＝肽鏈數＋R基中含有的氨基數或羧基數。注：設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽。肽鏈數目氨基酸數肽鍵數目脫去水分子數氨基數目羧基數目多肽(蛋白質)的相對分子質量1條nn－1n－1至少1個至少1個na－18(n－1)m條nn－mn－m至少m個至少m個na－18(n－m)注意：若肽鏈間含有二硫鍵(—S—S—)