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第二讲

组成细胞的分子

教学目标：

1.认同生命的物质性，理解生物界与非生物界的差异性和统一性。

2.简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素。知道关于元素的七种说法。

3.了解细胞中化合物的分类，简述生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测原理及操作步骤。

4.说出氨基酸的结构特点、氨基酸形成蛋白质的过程。理解蛋白质具有多样性的原因并能举例说明蛋白质功能的多样性。

5.说出核酸的分类及DNA与RNA的异同。掌握核酸的结构和功能。

6.概述糖类和脂质的元素组成、种类及功能。

7.说出水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。

8.说明生物大分子以碳链为骨架，构成细胞的最基本元素是碳。

教学过程：

一、构建知识体系

自然界中的分子

元素

蛋白质

核酸

组成细胞的分子

有机物

糖类

化合物

脂质

水

无机物

无机盐

复习回顾：

一、细胞中的元素和化合物

1.

生物界和非生物界：

（1）生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到

（2）生物界与非生物界存在差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同

2. 组成生物体的化学元素：20多种

大量元素：C、

O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等；（占万分之一）

微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo；

基本元素：C；

主要元素；C、

O、H、N、S、P；

细胞含量最多4种元素：C、

O、H、N；

构成细胞的基本元素：C

水

无机物

无机盐

组成细胞

蛋白质

的化合物

脂质

有机物

糖类

核酸

在活细胞中含量最多的化合物是水（85％-90％）；含量最多的有机物是蛋白质（7％- 10％）；占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。

3.几种生物成分的检测：

(1)糖类：

斐林试剂，溶液颜色：浅蓝→砖红色沉淀

（2）脂肪：

苏丹III染液（将脂肪染成橘黄色）或者苏丹IV染液（将脂肪染成红色）

（3）蛋白质：

用双缩脲试剂，形成紫色或者紫红色的络合物

二、生命活动的主要承担者——蛋白质

1.

概念：

（1）氨

基

酸：蛋白质的基本组成单位

，组成蛋白质的氨基酸约有20种。

（2）脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）相连接，同时失去一分子水。

（3）肽键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）

二

肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。

多

肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。

肽

链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。

2.氨基酸

（1）氨基酸分子通式：

NH2

︱

R

—

C H —COOH （2）蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同，多肽链空间结构千变万化。

（3）蛋白质的主要功能（生命活动的主要承担者）：

①

构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白；

②

催化作用：如酶；

③

调节作用：如胰岛素、生长激素；

④

免疫作用：如抗体，抗原；

⑤

运输作用：如红细胞中的血红蛋白。

（4）计算：

①

肽键数

=

脱去水分子数

=

氨基酸数目

—

肽链数

②

至少含有的羧基（—COOH）或氨基数（—NH2）

= 肽链数

三、

遗传信息的携带者——核酸

1.

核酸的种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）

核

酸：是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。

2.

组成核酸的基本单位是：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖（DNA为脱氧核糖、RNA为核糖）和一分子含氮碱基组成

；核酸是由核苷酸连接而成的长链

3.

组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸，组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。

DNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）

RNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、尿

嘧

啶（U）

比较DNA和RNA: DNA :主要存在于细胞核内，是染色体的主要成分，细胞质中有少量，存在于线粒体和叶绿体内，在同一个生物体的不同细胞中是基本相同的，但是不同生物是不同的。

RNA：主要存在于细胞质中，如核糖体、线粒体、叶绿体，细胞核有少量分别。在同一生物体的不同细胞中和不同种生物中都是不同的。

四、细胞中的糖类和脂类

1. 糖：

糖类：是主要的能源物质；主要分为单糖、二糖和多糖等

单糖：是不能再水解的糖。如葡萄糖。

二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖。

多糖：是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。

可溶性还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等

2.对于糖的比较

分类

单糖

C

H

O 元素

常见种类

核糖

脱氧核糖

葡萄糖、果糖、半乳糖

蔗糖

麦芽糖

乳糖

淀粉

纤维素

糖原（肝糖原、肌糖原）

3.脂质：良好的储能物质

分类

脂肪

元素

C、H、O 植物

动物

植物

动物

动植物

分布

主要功能

组成核酸

重要能源物质

二糖

∕

植物贮能物质

细胞壁主要成分

动物贮能物质

功能

1、主要储能物质

2、保温

3、减少摩擦，缓冲和减压

细胞膜的主要成分、卵细胞、肝脏、大豆

与细胞膜流动性有关

维持生物第二性征，促进生殖器官发育

有利于Ca、P吸收（促进肠道对他们的吸收）

多糖

常见种类

∕

磷脂

脂质

C、H、O （N、P）

∕

胆固醇

性激素

维生素D 固醇

生物大分子以碳链为骨架：生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）都是由他们的基本单位（葡萄糖、氨基酸、核苷酸）连接而成，即若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。

五、细胞中的无机物：

水、无机盐

存在形式

含量

功能

联系

自由水（以游离态存在）

结合水（与其他物质相结合）

1、良好溶剂

约95％

2、参与多种化学反应

3、运送养料和代谢废物

约4.5％

它们可相互转化；代谢旺盛时自由水含量增多，反之，含量细胞结构的重要组成成分

减少。

水

无机盐（绝大多数以离子形式存在）功能：

①、构成某些重要的化合物，如：Zn能促进生长素的合成，防止植物得小叶病和丛叶。Fe促进叶绿素的合成、铁离子可以与血红蛋白结合等，Mg是叶绿素的成分，N是各种酶的成分

②、维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐，缺I会导致甲状腺病）

③、维持酸碱平衡，调节渗透压。

第二章

习题

1. 牛通过吃草从草中获得化合物和元素。那么，牛和草体内的各种化学元素( )

A．种类差异很大，含量大体相同

C．种类和含量都是大体相同的 答案;D 2. 占肝细胞干重50%以上的有机物是( )

A．水

答案：B 3. 谷氨酸的R基为—C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是( )

A．4，4

答案:B 4. 一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子( )

A．n

个

B．m

个

C．(m＋n)个

D．(m－n)个

B．5，4

C．4，5

D．5，5

B．蛋白质

C．脂质

D．核酸

B．种类和含量差异都很大

D．种类大体相同，含量差异很大

解析：我们先举个例子：比如有5个氨基酸，其中两个形成一个肽链，另三个形成一个肽链，

那么这个时候，n=2,m=5,需要的水分子数目=当时脱去的水分子数，因此，2个行程太练的时候脱去1个水分子，3个形成的时候脱去2个水分子，因此需要3个水分子=m-n,因此，这道题我们选择D

5. DNA分子的多样性取决于( )

A．核苷酸种类多样

C．空间结构多样

答案:D 6. 组成DNA的基本成分是( )

①核糖

②脱氧核糖

③磷酸

④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶

B．碱基配对方式多样

D．碱基对排列顺序多样

⑤胸腺嘧啶

⑥尿嘧啶

A．①③④⑤

答案：C 7. 下列物质中都含有氮元素的是( )

①核糖核酸

②糖原

③胰岛素

④淀粉

A．①②

B．①③

C．②③

D．③④

B．①②④⑥

C．②③④⑤

D．②③④⑥

8. 马拉松长跑运动员在进入冲刺阶段时，发现少数运动员下肢肌肉发生抽搐，这是由于随着大量排汗而向外排出了过量的( )

A．水

答案：B

B．钙盐

C．钠盐

D．尿素

9. 甲状腺激素、血红蛋白和叶绿素中含有的重要元素依次是( )

A．I、Fe、Mg 答案;A 10. 生物体内含Zn2+ 的酶最多，有七十多种酶的活性与Zn2+ 有关，缺乏Zn2+ 的生物就无法正常生活，这说明无机盐( )

A．对维持生物体的生命活动有重要作用

B．对维持细胞形态有重要作用

B．Cu、Mg、I

C．I、Mg、Fe

D．Fe、Mg、I C．对维持酸碱平衡有重要作用

D．对调节细胞内的溶液浓度有重要作

答案：A 11.某种蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成，该蛋白质至少含有氧原子的个数为（

）

A.n-m B.n-2m C.n+m D.n+2m 解析：只要题目中提到至少，我们一般都只考虑官能团就可以了。

n个氨基酸形成m个肽链，上面一道题我们计算了，知道这个时候会有n-m个肽键，一个肽键中有1个氧原子，这样只计算肽键，应该有n-m个氧原子，再考虑另一个官能团羧基，有两个氧原子，m条肽链中至少有2m个氧原子，那么一共至少有n-m+2m=n+m个氧原子。

答案：C 12．现有氨基酸800个，其中氨基有810个，羧基有808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基、羧基的数目各为多少？

解析：我们知道，如果只计算官能团的话，1个氨基酸只有1个氨基和一个羧基，也就是这个时候我们需要考虑R基了，由题意，可以知道R基上有10个氨基和8个羧基。

首先看肽键：800-2=798个肽键

氨基：每一条肽链上如果只考虑挂能团，应该各有一个氨基和羧基，两条肽链就是有2个氨基和羧基，我们还要加上R基上的氨基和羧基，即氨基：2+10=12个，羧基：2+8=10个

13.水稻叶肉细胞中的DNA主要存在于（

）

A.细胞质

B.细胞核

C.线粒体

D.叶绿体

答案：B 14.由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的化合物是（

）

A.RNA B.DNA C.核酸

D.核苷酸

答案：D 15.研究疯牛病的病原体时发现，经过各种核酸水解酶处理后，该病原体仍具有感染性，从生物的化学本质来看，组成该病原体的化学性质的基本组成单位是（

）

A.葡萄糖

B.脱氧核苷酸

C.氨基酸

D.核糖核苷酸

答案:C 16.种子萌发的需氧量与种子锁住藏得有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子（如花生）萌发时的需氧量比含淀粉多的种子（如水稻）萌发时的需氧量（

）

A.少

B.多

C,相等

D,无规律

答案:B 17.下类植物细胞中结合水的相对含量多的是（

）

A.休眠的蚕豆子叶细胞

B.玉米的胚乳细胞

C.洋葱根尖分生区的细胞

D.成熟柑橘的果肉细胞

答案：A

18.某儿童患佝偻病，发烧时就会抽搐，因此医生建议他平时要补充（

）

A.新鲜水果和蔬菜

B.钙片和维生素D C.谷物种皮和维生素

D.蛋白质和糖类

答案：B

19. 下图是某物质结构示意图，请根据图回答下面的问题。

(1)该物质名称为 。

(2)该化合物共有 种氨基酸缩合而成，氨基酸缩合后形成的化学键是指图中的

。(3)该物质水解时需要

个水分子，此过程除了需要水分子外，还需要

的参与。

答案：三肽；3；2；2；酶

20.

右图为大肠杆菌DNA分子结构的一条脱氧核苷酸长链。请根据图回答下面的问题。

(1)图中的①表示 ，②表示 ，①、②、③结合在一起_____________________。

(2)③有 种，中文名称分别是________________________。

(3)DNA 彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是 (用序号表(4)此图若为艾滋病病毒的核酸，③有 种，中文名称分别是

。

答案：(1)磷酸

脱氧核糖

脱氧核糖核苷酸

(2)4

腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶

(3)③

(4)4

腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶

由4种核糖核苷酸组成

的结构叫示)。