全章复习与测试名师教学设计

第2章

组成细胞的分子

一、章节分析

本章节基本内容学生已经学习过，现在进行的是复习课。在复习课的讲解中，需要让学生认识到，本章节的地位、作用、和其他章节的联系。生物科学的许多问题，都要在细胞层面寻求解答；要深入阐明细胞生命活动的规律，必须了解生物大分子的结构和功能。从系统的视角来认识细胞，首先也需要了解细胞这个系统的物质组成。本章介绍了组成细胞的蛋白质、核酸、糖类、脂质等有机物的结构和功能，以及水和无机盐的作用，为学生学习后续内容，即细胞这个基本生命系统的结构、物质输入和输出、能量供应和利用，以及系统的发生、发展和衰亡的过程打基础。毫无疑问，学好该部分知识对于对于今后的学习很有帮助。

二、教学目的

（1）知识方面

1.概述蛋白质的元素组成、基本单位和蛋白质的结构和功能。 2.简述核酸的元素组成、基本单位、结构和功能及DNA和RNA的区别。 3.概述糖类的种类和作用。 4.举例说出脂质的种类和作用。 5.说明生物大分子以碳链为骨架。 6.说出水和无机盐的作用。

（2）情感态度与价值观方面

1.认同生命的物质性，探讨组成细胞的分子的重要作用。 2.认同生物界在物质组成上的统一性。

（3）能力方面

1.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 2.以人的口腔上皮细胞为材料，进行特定的染色，观察DNA和RNA在细胞中的分布。

三、重点和难点

1.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.蛋白质相关计算 3.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况 4.糖类和脂质的分类 5.水和无机盐的作用

四、教学方法

讲述法

互动展示法 五、教学过程

1

开门见山，导入课题。生命的许多奥秘都需要到细胞里面去找答案。因此，我们要研究细胞，研究细胞首先要研究组成细胞的分子。本章《组成细胞的分子》共分为五节。先由教师讲述基本内容和重点难点，过程中和学生不断互动。 一、组成细胞中的化学元素

1．细胞中常见的化学元素归纳如下：

（1）最基本元素是指生命的核心元素；主要元素是指含量占生物体总量的97％以上的元素；大量元素是指含量占生物体总量的万分之一以上的元素；微量元素是指含量占生物体总量的万分之一以下的元素。

（2）无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用，如P是组成ATP，膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。

(3)无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的四种元素。

2．分析生物界与非生物界的统一性和差异性

(1)统一性是从化学元素的种类来分析的：组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的，说明了生物界和非生物界具有统一性的一面，这也为生命起源于非生命物质的化学进化学说奠定了理论基础。

(2)差异性是从组成生物体的各种化学元素的含量来分析的：尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别，这说明生物界和非生物界又具有差异性，即生命物质的特殊性。这种差异性是由于生物体有选择地从无机自然界吸收各种物质组成自身结构所造成的。

（3）不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的含量也不相同，这是细胞统一性和差异性的体现。

3．组成细胞的元素的主要作用

（1）调节机体生命活动：如K+、Na+、Ca2+、HCO3-等。

(2)参与重要化合物的组成：如Fe2+是血红蛋白的成分，Mg2+参与叶绿素的形成，碘是合成甲状腺激素的原料等。

(3)影响机体的重要生命活动：如B可促进花粉管的萌发，从而促进植物受精，油菜缺B会“花而不实”。

问题探究：

1．为什么碳是最基本的元素？

2

2．组成人体细胞的主要元素中占细胞干重和鲜重的比例如何排序？主要原因是什么？

3．我们所学高中生物学中，哪些知识用到过同位素示踪技术? 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1．实验原理及目的要求

根据某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应，尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

2．实验流程归纳

（l）选材→制备组织样液→显色反应。

(2)脂肪的检测还可利用显微镜观察法，实验流程为：取材→切片→制片→观察。

3．实验材料的选择

（1）可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。

(2)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好，如果是干种子，需浸泡3 h～4 h最适宜切片（浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形）。

(3)蛋白质的鉴定实验，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1 d～2 d，适于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。

4．实验操作中的注意事项

（1)在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛50℃～65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现用现配。

(2)还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。

(3)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。

5．斐林试剂与双缩脲试剂比较

斐林试剂

甲液

双缩脲试剂

乙液

A液

3 B液

成分

0.1g/mLNaOH 0. 05 g/mLCuSO4 溶液

溶液

可溶性还原糖

新配制的Cu(OH)2溶液

甲乙两液等量混匀后立即使用

水浴50℃～65℃加热

样液变砖红色

0.

1 g/mLNaOH 溶液

蛋白质

碱性环境中的Cu2O 0. 01 g/mLCuSO4 溶液

鉴定物质

原理

添加顺序

反应条件

反应现象

先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀

不需加热，摇匀即可

样液变紫色

问题探究：

4、能否用鉴定细胞中化合物的方法来诊断某些疾病，如糖尿病、肾炎等？

●典例分析

类型一

细胞中的元素和化合物的应用

【例1】下列哪一实例能够证明微量元素是生命活动所必需的（ ）

A．Mg是叶绿素的组成成分 B．油菜缺少B时只开花不结果

C．哺乳动物血液中Ca盐含量太低，会抽搐 D．缺P会影响ATP的合成

解析：缺少B元素使油菜出现“花而不实”现象，说明B元素是油菜生命活动不可缺少的元素，但油菜对B元素的需求量又极少。因而此例是微量元素是生命活动所必需的例证，而Mg、Ca、P均为大量元素，故应选B。答案：B 类型二

细胞中化合物的检测

【例2】（07·西城区质检）下列关于鉴定糖类、蛋白质和脂肪实验操作的叙述中，正确的是（ ）

A．鉴定还原糖的斐林试剂甲液与乙液，可直接用于蛋白质的鉴定

B．鉴定脂肪的存在，要用显微镜观察是否有被染成橘黄色或红色的颗粒

C．鉴定可溶性还原糖时，先加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液

D．鉴定蛋白质时，双缩脉试剂A液与B液要混合均匀后再加入含样品的试管中

4

解析：斐林试剂的甲、乙液要混合后使用，而双缩脲试剂则先用A液后用B液，不能先混合。脂肪的鉴定则使用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ后，需要用显微镜观察组织细胞内是否有橘黄色或红色颗粒。答案：B 问题探究答案

1．碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。

2．鲜重条件下：O(65%）>C(18%）＞H(10%）>N（3%）>P(1．4％）>S(0．3%）

干重条件下：C(48. 4%）>O(23. 7％）>N(12.9%）＞H(6.6％）>Ca(3. 5％）>S、P等

在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。

3．①光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向；

②示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径；

③在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质；

④证明DNA分子的半保留复制方式；⑤基因诊断和DNA分子杂交。

4、能，糖尿病病人的尿液中含有葡萄糖，肾炎病人的尿液中含有蛋白质。

三、细胞中的水

1．细胞中的水分为自由水与结合水。

结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质和纤维素分子表面，结合水的含量高低与植物的抗逆性呈正相关。

自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大。自由水提供代谢的液态环境，完成体内的物质运输，有时本身也参与代谢反应，因而自由水能促使代谢正常进行。失去自由水，细胞仍保持活性，但代谢强度很低，如晒干的种子再加热失去结合水后，则永远不能萌发。

自由水，易流动、易蒸发，是细胞中良好的溶剂，自由水含量的高低与生物新陈代谢的强度呈正相关。通常说除去细胞内的水分主要指去掉自由水，主要采用晒干的办法，若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法，则构成细胞的化合物及细胞的结构就要破坏。

2．生物体内的水

（1）水的种类及作用

（2）结合水与自由水的相互转变

（3）水的含量

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①不同的生物体内水的含量差别很大。例如，生物体的含水量一般为60%～95％，而生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97％。

②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时期＞成年时期；幼嫩部分＞老熟部分。

（4）水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系

细胞中自由水／结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；若该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。

问题探究：

1．怎样理解没有水就没有生命？

四、细胞中的无机盐

1．存在形式：细胞中的无机盐大多数以离子状态存在，如Na＋、K＋、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cl－、SO42－、PO43－等。而溶解在细胞中的各种无机盐具有一定的总浓度。如人体体液浓度为0. 9%，蛙的体液浓度为0. 65%，这对于维持细胞的渗透压，使细胞保持一定的形态具有重要的作用，过高或过低都会导致细胞因吸水或失水使其形态发生变化。生物体内还存在着许多缓冲系统，其中最重要的是H2CO3和HCO3－组成的一组，其次是HPO42－和H2PO4－组成的一组，它们对于加入的酸或碱都具有中和作用，使体液的pH不会有较大的改变，因此对于维持细胞的酸碱平衡具有重要作用。

2．无机盐的功能

①是细胞和生物体的重要组成成分；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细胞的渗透压；

④维持细胞的酸碱平衡。

问题探究：

2．叶绿素含哪些无机盐，功能是什么？

3．人体血液中的血红蛋白含哪些无机盐，功能是什么？

●典例分析

类型一

水的含量和功能

【例1】(2008·石家庄质检）下列有关水的叙述中，错误的是（ ）

①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水②生物体内的化学反应离不开水③水是细胞结构的组成成分之一④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大

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A．①④⑤ B．①④⑤⑥ C．⑤⑥ D．②③④⑤⑥

解析：本题综合考查生物体内水分的存在形式、自由水和结合水的生理作用、不同细胞内水的存在形式的差异性等。生物体细胞内水以两种形式存在，即自由水、结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水在细胞中以游离形式存在，可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，运输各种营养物质和代谢废物，为生物体内的生化反应提供介质，许多生化代谢必须有水的参与。不同生活环境、生活状态下的细胞含水量是不同的；细胞内自由水与结合水比例越大，其新陈代谢越旺盛，反之越弱。答案：C

类型二

无机盐的存在形式和作用

【例2】植物从土壤中吸收并运输到叶肉细胞的氮和磷，主要用于合成（ ） ①淀粉 ②葡萄糖 ③脂肪 ④磷脂 ⑤蛋白质 ⑥核酸

A.①④⑥

D.②④⑤

B.③④⑤

C.④⑤⑥

解析：联系构成细胞的化合物及其组成元素；矿质元素氮和磷被植物吸收后随水分运输到茎和叶，氮主要用于合成蛋白质和核酸，而磷主要用于合成核酸和磷脂。

答案：C 问题探究答案

1．生物体的新陈代谢必须在水中进行

2．含Mg2+，吸收、传递和转换光能。

3．Fe2+，运输氧和部分CO2

五、蛋白质

（1）、组成蛋白质的基本单位—氨基酸

1．基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。

2．结构通式

（1）结构通式及不同表达形式

－NH2

氨基

－COOH 羧基

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（2）特点

①氨基酸分子中至少有一个—NH2、一个—COOH，因为R基中可能有—NH2，—COOH；

②都有一个一NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸；

③根据氨基酸结构通式可解决肽链中所含氨基和羧基的数目问题，但一般限定于计算其最小值，因为R基所含的氨基和羧基数目一般不能确定。

问题探究：

1．多肽与蛋白质有何区别？蛋白质的空间结构在哪里形成？

（2）、氨基酸缩合成蛋白质

1．氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱下一OH和一H结合形成H2O，同时形成一个肽键。

2．肽键的不同表达形式

—NH—CO— 或 —CO—NH—

或

①肽键数＝水分子数＝氨基酸数—肽链数

②蛋白质的相对分子量＝氨基酸平均分子量×氨基酸个数－18×失去的水分子数。

O H ‖

︱

—C—NNH2

R C H COOH H H R O C OH N C H

8

③氨基酸间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的化合物即多肽的一端只有一个氨基，另一端只有一个羧基（不计R基上的氨基和羧基数）。所以对于一条多肽来说，至少应有的氨基和羧基数都是一个。

④若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则可形成（n-m）个肽键，脱去（n-m）个水分子，至少有-NH2和-COOH各m个。

⑤蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数。

⑥氨基酸与对应的DNA及mRNA片段中碱基数目之间的关系：

DNA（基因）：mRNA：氨基酸

6 ： 3 ： 1 问题探究：

2．由已知氨基酸数推导出的DNA或mRNA的碱基数是比实际数要多还是少？

3．n个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数为多少？

4．通过DNA或RNA的碱基数推出氨基酸个数时，一般不考虑终止子的问题，所得出的氨基酸数为其最大值还是最小值？

5．蛋白质初步水解的产物是 ，彻底水解的产物是 ，氧化分解的终产物有

。

（3）、蛋白质的结构和功能及其多样性

1．蛋白质的分子结构

(1)形成：

(2)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键（肯定不是肽键）连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。

2．蛋白质的多样性

(1)蛋白质结构的多样性

①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同 ②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同

③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同 ④肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同

氨基酸

脱水缩合

折叠

多肽（肽链）

蛋白质

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解释：两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。

(2)蛋白质功能的多样性

蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。

蛋白质据功能分为结构蛋白和功能蛋白两大类，前者如人和动物的肌肉，后者如具有催化作用的绝大多数酶，具有免疫功能的抗体等。

问题探究：

6．蛋白质的多样性与生物多样性有什么关系？

（4）、蛋白质和核酸的关系

元素组成

组成单位

结构通式

蛋白质

C、H、O、N 氨基酸

核酸

C、H、O、N、P 核苷酸

连接方式

形成场所

细胞质内核糖体上

结构物质：胶原蛋白、肌纤蛋白等

功能物质：①运输—血红蛋白、载体；②催化—酶（多数）；③免疫—抗体；④调节—胰岛素，生长激素

能源物质：可以被氧化放能，产物有尿素、CO2和H2O等

细胞核、线粒体、叶绿体等

①生物的遗传物质，遗传信息的复制与传递

②遗传信息表达，从而合成蛋白质

③遗传信息的变异，提供进化原材料

④某些RNA具有催化作用

主要功能

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相互关系

①核酸→蛋白质

②DNA复制、转录、翻译过程要有酶的参与，蛋白质（酶）影响核酸的代谢

决定

决定

③DNA的多样性 蛋白质多样性 生物多样性

问题探究：

7．同种生物不同细胞中DNA一般相同，而mRNA则一般不同，蛋白质种类和含量也不同，这与何种生理过程有关？

8．能否通过核酸与蛋白质来推断物种亲缘关系的远近？为什么？

9．核酸初步水解的产物是 ；彻底水解的产物是 。

10．用放射同位素标记哪种物质可以研究DNA和RNA在细胞内的变化？为什么？

六、核酸在细胞中的分布

1．实验原理：

（1）甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。

（2）盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

2．方法步骤：

制片

水解

冲洗

染色

①在洁净的载玻片上，滴一滴质量分数为0. 9％的NaCl溶液；②用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻刮取口腔碎屑，在载玻片上的液滴中涂抹几下；③将上述装片烘干

①在小烧杯中加入30 mL质量分数为8％的盐酸，将烘干的载玻片放入小烧杯中，30℃水浴保温5 min 用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10 s ①

用吸水纸吸去载玻片上多余的水分；②滴吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5 min ③吸去多余的染色剂，盖上盖玻片

观察

①先用低倍镜找到染色均匀、色泽浅的区域，移到视野中央；②换用高倍镜观察

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3．结论：

（1）在真核细胞内DNA主要存在于细胞核中，在线粒体、叶绿体中也存在；在细菌等原核生物细胞中，DNA存在于拟核中，细胞质的质粒也有DNA，RNA主要存在细胞质中。病毒只有一种核酸。

（2）RNA主要存在于细胞内的核糖体中，在细胞质的线粒体和叶绿体中也含有少量的RNA，细胞质基质中含有转运RNA和信使RNA，少量RNA存在于细胞核的核仁和染色质等处。

（3）细胞核中的DNA控制生物的细胞核遗传，细胞质中的DNA与细胞质遗传有关。

（4）真核细胞和原核细胞中含有DNA和RNA两种核酸，病毒没有细胞结构，只含一种核酸，即DNA或RNA。

问题探究：

11．0. 9％的NaCl溶液和8％的盐酸在实验中的作用？

12．酒精灯烘干临时装片的目的是什么？为什么？

13．染色后能观察到绿色的染色体吗？

14．RNA产生的部位和发挥作用的部位相同吗？

●典例分析

类型一

有关氨基酸的判断

【例1】下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有几种？（ ）

① ② ③ ④

A.4 B.3 C.2 D.1 解析：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，约有20种。判断是否是氨基酸的依据——氨基酸的特点“至少有一个氨基和一个羧基且连接在同一碳原子上。”由此可得为氨基酸的是1、2、3，因此一共有三种。 答案：B 类型二

脱水缩合的应用

【例2】下列为某一多肽化合物的分子结构式，请回答有关问题：

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（1）上述结构中，代表氨基的结构式为_________；代表羧基的结构式为_________；代表肽键的结构式为____________。

（2）上述化合物是由__________ 种氨基酸组成。

（3）该化合物是由______个氨基酸失去_______分子水形成的，该化合物称为________，这样的反应叫做___________。水分子中的氧来自于__________，氢来自于___________。

解析：（1）考查氨基酸的结构通式。

（2）氨基酸的种类是由R基决定的，根据R基结构可以数出有2种氨基酸。

（3）要知道构成该化合物的氨基酸的数目，应首先找到肽键（—CO—NH—）的位置，从图中可以看出有3个氨基酸通过2个肽键连接，肽的命名和构成该化合物的氨基酸的数目相同，因此该化合物称为三肽。脱水缩合时前一个氨基酸的—COOH提供羟基（—OH），后一个氨基酸的—NH2提供氢（—H），“—OH”和“—H”结合生成水。

答案：（1）—NH2

—COOH —CO—NH—（2）两

（3）三 两

三肽 脱水缩合

—COOH —NH2和—COOH 【例3】

现已知构成蛋白质的氨基酸共20种，它们的平均分子量为128，由50个氨基酸形成的某蛋白质的一条多肽链的分子量是（ ）

A．6400 B．2560 C．5518

D．2218 解析：氨基酸形成蛋白质的过程是一个脱水缩合的过程，通过相邻的氨基酸脱去一分子水、形成肽键而连接起来。因此，在计算氨基酸一条多肽链的分子量时，仅仅算出氨基酸的总分子量是不够的，还要计算出脱去的水的分子量，两值相减才是多肽链的分子量。

即：蛋白质的相对分子量＝氨基酸平均分子量×氨基酸个数－18×失去的水分子数，因此本题的计算过程为：128×50-18×49=5518。

答案：C 类型四

核酸的种类和化学组成

【例4】T2噬菌体、人、HIV病毒的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类依次分别是（ ）

A. 4、8、4和4、8、4 B. 4、5、4和4、5、4 C. 4、5、4和4、8、4 D. 4、8、4和4、5、4 解析：构成T2噬菌体和HIV病毒的核酸只有一种，分别为DNA、RNA，组成DNA和RNA的碱基各四种；组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸，都是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。

13

人为高等植物，构成它的核酸包括DNA和RNA两类。由于DNA和RNA各含有的4种碱基中，有A、C、G三种相同，只是RNA中以U代替了DNA中的T，因此构成DNA和RNA的碱基实际上就共有5种；构成DNA和RNA的核苷酸，虽有三种碱基相同，但由于五碳糖不同，DNA中的核苷酸是由脱氧核糖组成的四种脱氧核苷酸，RNA中的核苷酸是由核糖组成的四种核糖核苷酸。因此，DNA和RNA中的核苷酸就共有8种。答案：C 问题探究答案

1．多肽呈链状结构，往往无生物活性而蛋白质具有一定的空间结构，有生物活性。

蛋白质的空间结构是在内质网中形成的。

2．少

3．n 4．最大值

5．多肽 氨基酸 CO2、H2 O和尿素

6．生物多样性包括遗传物质的多样性、物种多样性和生态系统多样性；遗传物质的多样性决定蛋白质的多样性，蛋白质的多样性决定物种的多样性，物种的多样性组成生态系统的多样性。

7．基因的选择表达

8．能，因为核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核酸与蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。

9．核苷酸 五碳糖、含氮碱基、磷酸

10．研究DNA可标记胸腺嘧啶(T) 研究RNA的变化可标记尿嘧啶(U) 11．0. 9％的NaCl溶液是保持细胞的正常形态；8％的盐酸能改变细胞膜的通透性和使染色体中DNA与蛋白质分开。

12．杀死并固定细胞，因为细胞在死亡时，溶酶体中的水解酶会破坏细胞内结构，包括DNA,RNA等。

13．不能，因为染色体是由DNA和蛋白质组成，实验中已用盐酸将两者分开，观察到的是绿色的DNA。

14．不同。RNA是在细胞核内产生的，发挥部位在细胞质中

七

糖类和脂质

（1）、细胞中的糖类

14

1、种类：狭义的糖类是指单纯碳水化合物，元素组成是C、H、0。但在生物体内有许多糖类还与蛋白质和脂类结合在一起，形成糖蛋白和糖脂，在生物体内执行一些特殊的生理功能。糖蛋白和糖脂主要在生物膜上，特别是细胞膜，在细胞识别、免疫等方面有重要功能。

2、基本功能

一是生命活动的主要能源物质，生物体进行生命活动的所需能量的70%以上是由糖类提供的；二是构成细胞和生物体的结构成分，如五碳糖是核酸的成分，纤维素是细胞壁的成分等。

3、相互转化

4、糖类的分子式

核糖

C5H10O5 问题探究答案：

1．各种糖都是人体生命活动的能源物质吗？

（2）、糖类和脂质的比较

比较项目

元素组成

种类

合成部区

位

别

生理作用

糖类

C、H、O

单糖、二糖、多糖

叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉

①主要的能源物质

②构成细胞结构，如糖被、细胞壁

③核酸的组成成分

脂质

C、H、O（N、P）

脂肪、磷脂、固醇

主要是内质网

①生物体的储能物质

②生物膜的重要组成成分

③调节新陈代谢和生殖

联系

解释：

1.单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。

15 脱氧核糖

C5H10O4 葡萄糖

C6H12O6 二糖

C12H22O11 多糖

糖类和脂肪能相互转换

2.多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。

3.糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的2倍多。

4．细胞的能源物质

①主要的能源物质：糖类，为生物体提供所需能量的70%以上。

②主要的储能物质：脂肪，含能量高。其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。

③直接能源物质：ATP。

5．正常情况下，脂肪、蛋白质除正常代谢中产生部分能量供生命活动利用外，一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才大量氧化供能。这是由它们的生理功能所决定的。三大能源物质的供能顺序为：糖类→脂肪→蛋白质。

6．在氧化分解中，由于三大有机物的C, H含量不同，需氧量也不同。由于脂肪中C, H的含量相对较高，O的含量远远少于糖类，故脂肪氧化分解时需氧最多，产生的能量也最多。糖类和蛋白质均为17．5 kJ/g；脂肪为38.91 kJ/g。

7．能源物质为生命活动供能的过程：

能源物质→ATP中的化学能→生命活动

问题探究：

2．从糖类和脂肪的相互转化角度解释为什么增肥容易减肥难？

●典例分析

类型一

糖类的分布和分子组成

【例1】右图是某生物组织示意图，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是（ ）

A．淀粉和RNA B．淀粉和DNA C．糖原和RNA D．糖原和DNA 解析：从图中所示可知道该生物组织为动物细胞，故糖类为糖原，而RNA主要分布在细胞质中。

答案：C 类型二

脂质的合成和功能

【例2】脂类物质在细胞中具有独特的生物学功能，下面有关脂类物质的生物功能中，属于磷脂的生物学功能的是（ ）

①生物膜的成分

②贮存能的分子

③构成生物体表面的保护层

④很好的绝缘体，具有保温作用

⑤具有生物学活性，对生命活动起调节作用

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A.①③ B.⑤ C.① D.②④

解析：磷脂的生物学功能主要是构成生物膜的重要成分。脂肪的生物学功能是贮存能量和具有保温、缓冲作用。固醇类物质的生物学功能是对生命活动起调节作用。构成生物体表面保护层的是蜡质，属于脂类，但不是磷脂，如植物体的果实、叶片等表面。 答案：C 类型三

实验探究

某生物学研究性学习小组想把调查脱脂奶粉的合格率作为研究课题，假如你是课题组成员，你如何鉴定真假脱脂奶粉？

(1)搜集资料：

A．全脂奶粉含有蛋白质、脂肪和蔗糖等成分，脱脂奶粉高蛋白、低脂肪。

B.假冒脱脂奶粉有两种：一是用全脂奶粉冒充，二是用淀粉冒充。

(2)鉴定是否用淀粉冒充脱脂奶粉： 。

(3)鉴定是否用全脂奶粉冒充脱脂奶粉： 。

(4)结果分析： 。

(5)通过以上鉴定，我们并不能完全肯定是否是正宗的脱脂奶粉，还必须用 对其 含量进行鉴定。

解析：“脱脂奶粉比全脂奶粉的脂肪含量低，不含淀粉”。根据淀粉遇碘液变蓝，脂肪可以被苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）染成橘黄色（或红色），蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色鉴定。

答案：（2）将采集来的“脱脂奶粉”少许配成适当浓度的溶液，向其中滴加1～2滴碘液，观察颜色变化；

(3)取采集来的“脱脂奶粉”和全脂奶粉各少许配成溶液，分别加入试管A,B两试管中；向两试管中加人2～3滴苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）；比较A, B试管的颜色变化；

(4)如果(2)中变蓝色证明是用淀粉冒充的，不变蓝则证明不是淀粉假冒；如果(3)中A,B两试管变橘黄色（或红色）对比不明显，证明是用全脂奶粉假冒，如果A试管颜色比B试管颜色明显淡，则证明不是全脂奶粉假冒；

(5)双缩脲试剂 蛋白质

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类型四

核酸的种类和化学组成

【例4】T2噬菌体、人、HIV病毒的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类依次分别是（ ）

A. 4、8、4和4、8、4 B. 4、5、4和4、5、4 C. 4、5、4和4、8、4 D. 4、8、4和4、5、4 解析：构成T2噬菌体和HIV病毒的核酸只有一种，分别为DNA、RNA，组成DNA和RNA的碱基各四种；组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸，都是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。

人为高等植物，构成它的核酸包括DNA和RNA两类。由于DNA和RNA各含有的4种碱基中，有A、C、G三种相同，只是RNA中以U代替了DNA中的T，因此构成DNA和RNA的碱基实际上就共有5种；构成DNA和RNA的核苷酸，虽有三种碱基相同，但由于五碳糖不同，DNA中的核苷酸是由脱氧核糖组成的四种脱氧核苷酸，RNA中的核苷酸是由核糖组成的四种核糖核苷酸。因此，DNA和RNA中的核苷酸就共有8种。答案：C 问题探究：

1．不是。例如脱氧核糖是构成DNA的成分，核糖是构成RNA的成分。

2．糖类转化为脂肪容易，而脂肪转化为糖类难，因为糖类和脂肪的元素组成一样，人体在血糖浓度高时可以大量转化为脂肪，但脂肪的分解要在糖类缺少的情况下才能

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