高中生物课件组成细胞的分 21页

必修一第二章组成细胞的分子第一节细胞中的元素和化合物知识梳理1、生物界与非生物界统一性：元素种类大体相同差异性：元素含量有差异2．组成细胞的元素大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo主要元素：C、H、O、N、P、S含量最高的四种元素：C、H、O、N基本元素：C（干重下含量最高）质量分数最大的元素：O（鲜重下含量最高）3.组成细胞的化合物无机化合物,水（鲜重含量最高的化合物）,无机盐,糖类,有机化合物,脂质,蛋白质（干重中含量最高的化合物）,核酸4.检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质（1）还原糖的检测和观察常用材料：苹果和梨试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH乙液：0.05g/ml的CuSO4）注意事项：①还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用,\n③必须用水浴加热(50—65)颜色变化：浅蓝色棕色砖红色（2）脂肪的鉴定常用材料：花生子叶或向日葵种子试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。②酒精的作用是：洗去浮色③需使用显微镜观察④使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化：被苏丹Ⅲ染成橘黄色或被苏丹Ⅳ染成红色（3）蛋白质的鉴定常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOHB液：0.01g/ml的CuSO4）注意事项：①先加A液1ml，再加B液4滴②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比颜色变化：变成紫色（4）淀粉的检测和观察常用材料：马铃薯6试剂：碘液\n颜色变化：变蓝专项训练(2013·课标Ⅰ，29)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11d时减少了90%，干重变化(如图所示)。　\n回答下列问题。(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见________色的脂肪颗粒。(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是________(填“C”、“N”或“O”)。(3)实验第11d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和__________________。答案　(1)苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)　橘黄(红)　(2)O　(3)光照所需的矿质元素离子解析\n：从图中可以看出，从种子萌发开始到第7天种子的干重是增加的，而含量为种子干重的70%脂肪却逐渐减少，到第11天减少了90%，可见在种子萌发过程中，种子储存的大量脂肪水解或转变成糖类，糖类等物质也水解成小分子物质了，这样使萌发的种子干重增加，在这个过程中，增加的元素主要水中的“O”元素。从图中还可以看出种子萌发到第7天后干重是开始减少的，到第11天脂肪减少了90%。实验第11天后，如果要使萌发种子（含幼苗）的干重增加，只有提供萌发的种子或幼苗体生长发育的所需的营养物质，以及幼苗进行光合作用所必需条件，才能合成有机物使幼苗的干重增加。本题中的实验条件是温度、水分（蒸馏水）、通气等条件适宜的黑暗环境，所以实验第11天后，如果要使萌发种子（含幼苗）的干重增加，必须补充提供的条件是光照和矿质元素离子。第二节生命活动的主要承担者――蛋白质一、氨基酸结构及其种类1.氨基酸的组成元素：C、H、O、N，有的含有S等元素。2.氨基酸的结构通式：结构特点：\n1）氨基酸分子中，-NH2和-COOH至少各有一个；2）至少一个-NH2和一个-COOH连在同一个碳原子上；3）生物体中氨基酸种类、性质不同是由R基决定的。※即：“一个中心三个基本点”【巧记】可把氨基酸想象成一个人，R基是人脸，我们分辨一个人时，主要看人的脸；羧基和氨基代表该人的双手；H代表双腿。3.氨基酸种类：生物体中含氨基酸约20种必需氨基酸(8)种：人体不能合成，必须从外界环境中获取。（巧计：“一家来写两三本书”）即：异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸非必需氨基酸(12)种：人体能够合成，可以不用从外界环境中获取。二、蛋白质的结构及其多样性1、※氨基酸形成蛋白质的方式——→脱水缩合（书22页过程）☆注意：\n1）脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）相连接,同时脱去一分子的水的结合方式.2）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键，其表达式写成以下几种形式都可以：O‖H丨O‖—CO—NH—或—NH—CO—或—C—NH—或—N—C—Ø肽键表示式中两端的“—”表示不成对的电子，不能漏写。3）反应产物中有“H2O”。脱去的水分子中的“H”分别来自羧基和氨基，脱去的水分子中的“O”来自羧基。4）参与脱水缩合的分别是两个氨基酸分子中与中心碳原子相连的氨基和羧基，R基中的-NH2和-COOH不参与脱水缩合。5）一条肽链至少含有一个游离的-NH2和一个游离的-COOH，分别位于肽链的两端。6）二肽：是指由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物；多肽：由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，多肽通常呈链状结构，又叫肽链。2、氨基酸组成蛋白质的过程氨基酸→二肽→三肽→多肽链→一条或若干条多肽链盘曲折叠→蛋白质（连接方式：脱水缩合）\n△一个蛋白质分子由一条或几条多肽链组成△多肽链具备一定的空间结构后即为蛋白质，因此蛋白质与多肽的差别在于有无空间结构。3、蛋白质的水解蛋白质（在胃里，经过蛋白酶的催化）→多肽（在小肠里，经过肽酶的催化）→氨基酸4、蛋白质种类多样性的原因氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸数目不同，肽链结构不同蛋白质结构极其多样→蛋白质种类极其多样氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同肽链空间结构不同，蛋白质种类不同△结构决定功能→蛋白质功能多种多样三、蛋白质的功能1.结构蛋白：构成细胞和生物体的重要物质：如肌动蛋白有些蛋白质有催化作用：如酶2.功能蛋白有些蛋白质有调节（信息传递）作用：如胰岛素、生长激素有些蛋白质有免疫作用：如抗体，抗原有些蛋白质有运输作用：如红细胞中的血红蛋白△一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。\n★四、有关蛋白质的计算1、关于氨基酸脱水缩合反应的计算氨基酸平均相对分子质量：a氨基酸数目：n链状：肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数；环状：肽键数=脱水数=氨基酸数2、蛋白质相对分子质量计算中的二硫键问题若肽链间有-S-S-时，则蛋白质的相对分子质量为：na-18(n-m)-2kn:氨基酸个数a:氨基酸平均相对分子质量m:肽链条数k:为-S-S-的个数（因为-S-S-是由两个-SH脱去两个H原子连接而成的）3、蛋白质中含有N、O原子数的计算（1）N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数\n=各氨基酸中N原子总数（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原子总数-脱去水分子数（肽链数=R基以外的氨基数或羧基数）专项训练(2015·高考全国卷Ⅰ)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒),就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是()1A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程解析:选C。首先要理解PrPc与PrPsc的关系:PrPc本身无致病性,但其空间结构改变后,就成为具有致病性的PrPsc。朊粒是蛋白质,所以不会整合到宿主的基因组中,A项错误。朊粒属于有毒的蛋白质,它是基因表达出的PrPc经诱导后改变相关结构形成的。肺炎双球菌的增殖方式为二分裂,B项错误。蛋白质的功能取决于其空间结构,蛋白质的空间结构改变会引起其功能发生改变,C项正确。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。由题意可知,PrPc转变为PrP\nsc是已有的蛋白质空间结构改变的过程,不属于遗传信息的翻译过程,D项错误。第三节遗传信息的携带者――核酸一．核酸的分类和功能（1）分类：DNA：极大多数生物体的遗传物质RNA：极少数病毒（如SARS、HIV）的遗传物质一切生物的遗传物质是核酸，细胞内既含DNA和RNA的生物体和体内只含DNA的生物，遗传物质都是DNA；病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）。由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。（2）功能核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。生物体的各种遗传特性，也以一定方式储存在核酸分子中，所以核酸是携带遗传信息的物质。所谓遗传，就是亲代把它的遗传信息6复制了一份给子代，并在子代的个体发育过程中表达出来。由于一切生物活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者，所以核酸通过控制蛋白质的合成来控制生物性状从而表达出相应的遗传信息。二．核酸在细胞中的分布\n说明：蛋白质和核酸的相互关系：蛋白质的合成受核酸控制，蛋白质的性质由核酸决定；DNA的复制，信使RNA的转录和翻译等过程要有酶的参与，蛋白质（酶）控制核酸代谢。两者之间的相互作用，形成细胞活动的一个自动体系，是生命活动的基本特征。—了解三．核酸是由核苷酸连接而成的长链（1）核苷酸核酸是大分子有机物。将核酸水解后得到许多核苷酸，这表明核苷酸是构成核酸的单体。研究表明，一个核苷酸分子由三部分组成：含氮的碱基、五碳糖、磷酸。五碳糖又分为脱氧核糖和核糖（它们之间相差一个碳原子），所以含有脱氧核糖的核苷酸叫做脱氧核苷酸，含有核糖的叫做核糖核苷酸。脱氧核苷酸是构成DNA的基本单位，核糖核苷酸是构成RNA的基本单位。（2）碱基碱基是一类含有氮元素的有机物。嘌呤和嘧啶是两大类碱基。构成核苷酸的嘌呤有两种：腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），构成核苷酸的嘧啶有三种：胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），所以构成核苷酸的碱基共有五种。\n构成DNA的脱氧核糖核苷酸的脱氧核糖、磷酸是相同的，而碱基有四种，所以就有四种含有不同碱基的脱氧核糖核苷酸，既腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。同理，构成RNA的核糖核苷酸也有四种：腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。说明：在生物体内若含有2种核酸，则含有的碱基为5种，核苷酸的种类为8种；若生物体内只含有一种核酸（如病毒），则含有4种碱基和4种核苷酸。DNA和RNA的组成（3）核酸分子的多样性构成DNA的4种脱氧核苷酸，但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序的多种多样的。专项训练1．下列有关遗传信息携带者——核酸的说法正确的是()A．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中的步骤：制作涂片→水解冲洗→染液染色→酒精速浸→晾干B．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时，应将吡罗红和甲基绿先后滴在载玻片上\nC．与甲基绿发生结合的核酸分子只分布在细胞核中D．核酸携带的遗传信息储存于核苷酸的排列顺序中解析：在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，A中应在染色后直接观察。所用的染色剂是甲基绿吡罗红混合染液，其中甲基绿易与DNA结合使之呈现绿色，结果发现DNA主要分布在细胞核中，也有少量DNA分布在细胞质中。答案：D第四节细胞中的糖类和脂质一、细胞中的糖类——主要的能源物质1.元素组成：C、H、O特点:大多数糖H:O=2:1化学组成大多符合Cm（H2O）n→碳水化合物2.糖类的功能：主要能源物质组成生物体的重要成分3.糖的种类和功能：\n4.糖类的转化：单糖二糖多糖5.分类1）按归属分类：2）按功能分类：细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖生物部分细胞中的储能物质：淀粉、糖原参与生物细胞构成的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素3）按还原性分类：还原性糖：单糖——葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖；二糖——麦芽糖、乳糖非还原糖：蔗糖、淀粉、纤维素、糖原等（多糖都不是还原性糖）二、细胞中的脂质1.化学组成：C、H、O、(N、P)2.特点：脂质与糖类相比，O含量较少，而H的含量较多。3.化学性质：脂质分子结构差异很大，但是都不溶于水，易溶于有机溶剂，如氯仿、丙酮、乙醚等。\n4.脂质的分类、分布及功能三、生物大分子以碳链为骨架1.单体和多聚体单体：是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。多聚体：单体连接而成的大分子物质，被称为单体的多聚体。\n★每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。2、补充主要能源物质：糖类动物细胞内的储能物质：糖原★在生物体中重要能源物质：葡萄糖植物细胞内的储能物质：淀粉主要储能物质：脂肪根本（最终）能源来源：太阳能直接能源物质：ATP专项训练3.(10海南卷)下列关于糖的叙述,正确的是A.葡萄糖和果糖分子均有还原性B.葡萄糖和麦芽糖可被水解\nC.构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖D.乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收【解析】糖类分还原糖和非还原糖,其中还原糖指可被氧化充当还原剂的糖。常见的还原糖有葡萄糖,果糖,五碳糖等,所以A对。葡萄糖属于单糖不可以被水解,B错。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,其单体是葡萄糖,C错。乳糖的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成,需水解成单糖后被吸收,D错。本试题综合考试学生对糖类的知识的理解。【答案】A第五节细胞中的无机物一、细胞中的水1.细胞中含量最多的化合物是水1.含量特点2.不同生物的含水量不同（含水量：水生生物>陆生生物）3.同种生物，不同的生长发育时期含水量不同（含水量：幼年生物>老年生物）4.同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同2.存在形式：（1）自由水（95.5%）定义：以游离的形式存在，可以自由流动特点：易蒸发、不受束缚、可流动（2）结合水（4.5%）\n定义：与细胞内其他化合物相结合的水特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性（与抗逆性有关）3.生理功能（1）结合水：是细胞结构的重要成分①是细胞内的良好溶剂（2）自由水：②参与细胞内的生化反应③为细胞提供液体生活环境（可调节体温，做温度缓冲剂）④运送营养物质和代谢废物4.自由水与结合水的相互转化（一般与温度有关）温度升高→自由水/结合水升高→细胞代谢旺盛→抗逆性减弱；温度降低→自由水/结合水降低→细胞代谢减弱→抗逆性增强。5.一些应用①种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。②种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长贮存时间。③烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。④水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。二、无机盐1.无机盐在生物体中的含量：1%—1.5%（含量较少）2.无机盐在生物体中的存在形式：①大部分以离子形式存在\n②少量的与其他化合物结合3.作用：①构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分（例：铁、镁等）②维持细胞和生物体的生命活动（例：碘、钙、硼等）③维持细胞和生物体的酸碱平衡（例：乳酸）④维持细胞渗透压平衡（例：注射0.9%的生理盐水）三、植物必需元素的实验探究（1）对照组：植物+完全培养液→正常生长（2）实验组：正常生长→X不是必需的无机盐加入X无机盐植物+缺X的完全培养液—生长不正常—————→正常生长→X是必需无机盐4.部分无机盐的作用\n专项训练(2014·海南单科，5)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是()A．植物体内的水分参与营养物质的运输B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物D．同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同解析　植物体内的水分参与营养物质的运输，A正确；水是构成叶肉细胞的重要化合物，B正确；自由水可以参与细胞呼吸、光合作用等过程中的化学反应，C正确；萌发种子充分吸水，代谢旺盛，因此，同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子，D错误。答案　D