浙科版高中生物必修1第一章細(xì)胞的分子組成第二節(jié)生物大分子以碳鏈為骨架課件

高中生物必修1浙科版第二節(jié)生物大分子以碳鏈為骨架

1.碳骨架的形成(1)碳原子間可以共用電子形成共價(jià)鍵,從而由很多碳原子串起長長的直鏈結(jié)

構(gòu)、支鏈結(jié)構(gòu)或環(huán)狀結(jié)構(gòu),共同形成碳骨架。(2)骨架中的碳還可以與其他原子,如H、O、N、S、P等通過共用電子相連接。2.生物大分子(1)組成生物體的有機(jī)物都是以碳骨架作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的,主要包括糖類、脂質(zhì)、

蛋白質(zhì)和核酸。許多有機(jī)物的相對分子量以萬至百萬計(jì),所以稱為生物大分子。(2)蛋白質(zhì)和核酸是兩類最重要的生物大分子。1|碳骨架1.組成元素:大多數(shù)糖類由C、H、O三種元素組成。2.分類(1)單糖①可被細(xì)胞直接吸收利用的小分子物質(zhì)。②常見的單糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脫氧核糖,其中葡萄糖是細(xì)胞生

命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。(2)二糖①蔗糖

葡萄糖+果糖②麥芽糖

葡萄糖+葡萄糖③乳糖

葡萄糖+半乳糖2

|糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)(3)多糖①由多個(gè)單糖分子通過特定的共價(jià)鍵連在一起形成的物質(zhì)。②淀粉是植物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)。③纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。④糖原是動(dòng)物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì),儲藏在人的肝臟和

肌肉中,分別稱為肝糖原和肌糖原。知識拓展a.并非所有的糖都可以作為生物體內(nèi)的能源物質(zhì),如核糖、脫氧核糖是組成核酸

的成分;纖維素是組成植物細(xì)胞壁的成分,不能作為植物的能源物質(zhì)。b.并非所有的糖都甜,如淀粉、纖維素和糖原沒有甜味;甜的物質(zhì)不一定都是糖,

如山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇等為非糖物質(zhì)。1.元素組成:主要由C、H、O三種元素組成,其中H較糖類多,而O較糖類少,有些脂

質(zhì)還含有N和P等元素。3|脂質(zhì)是一類不溶于水的有機(jī)物,具有多種生物學(xué)功能2.分類及作用種類組成元素作用油脂脂肪C、H、O是能量的主要儲存形式,另外還有抗低溫、防震作用油磷脂C、H、O、P,有些還含有N細(xì)胞各種膜結(jié)構(gòu)的重要成分固醇膽固醇C、H、O構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,但血液中含量過多可能引發(fā)心腦血管疾病性激素促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成維生素D可促進(jìn)人和動(dòng)物對鈣和磷的吸收等點(diǎn)撥a.油脂由甘油和脂肪酸組成。甘油是一種簡單糖類的衍生物;脂肪酸則是長的碳

氫鏈,一端是羧基。b.相等質(zhì)量的油脂較糖類儲能更多。1g油脂在體內(nèi)完全氧化將產(chǎn)生39kJ的能

量,而等質(zhì)量糖或蛋白質(zhì)只產(chǎn)生17kJ的能量。1.蛋白質(zhì)的功能2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(1)組成元素:主要由C、H、O、N四種元素組成,有些還含有S。功能舉例結(jié)構(gòu)成分是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重

要物質(zhì)肌肉中的收縮蛋白、頭發(fā)中的

角蛋白運(yùn)輸作用實(shí)現(xiàn)某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜或在

體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)紅細(xì)胞中的運(yùn)輸?shù)鞍變渥饔蒙锝M織中儲存的營養(yǎng)種子中的儲備蛋白4|蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承載者(2)基本單位——氨基酸①種類:約20種。不同氨基酸的R基團(tuán)不同,它可以較小,也可以是較長的鏈,或是

環(huán)狀結(jié)構(gòu)。②生物通式

③結(jié)構(gòu)特點(diǎn):一個(gè)中央碳原子上通過共價(jià)鍵連接著四個(gè)基團(tuán),即一個(gè)氨基(—NH2)、一個(gè)羧基(—COOH)、一個(gè)H和一個(gè)R基團(tuán)。知識拓展a.必需氨基酸:人體需要的,但人體內(nèi)不能合成,必須由食物供給的氨基酸,包括異

亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸。b.非必需氨基酸:可在體內(nèi)由其他化合物轉(zhuǎn)化而來的氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、天冬氨酸等。(3)氨基酸之間的脫水縮合

①該過程表示脫水縮合,A的名稱是肽鍵,化合物B的名稱是二肽。②該過程可產(chǎn)生水,水中的H原子來自R2所在氨基酸的氨基和R1所在氨基酸的羧基,氧原子來自R1所在氨基酸的羧基。③多個(gè)氨基酸以肽鍵連成一長串的肽鏈,稱為多肽。(4)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次C、H、O、N等元素

氨基酸

二肽

多肽

蛋白質(zhì)。特別提醒多肽不是蛋白質(zhì),多肽與蛋白質(zhì)最重要的區(qū)別是多肽沒有一定的空間結(jié)構(gòu)。3.蛋白質(zhì)的多樣性每一種蛋白質(zhì)都有其獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu),其空間結(jié)構(gòu)會(huì)隨溫度的升高而發(fā)生改變。

蛋白質(zhì)正確的空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)表現(xiàn)其特有的生物學(xué)活性所必需的。1.檢測生物組織中的油脂(1)實(shí)驗(yàn)原理:蘇丹Ⅲ染液能使細(xì)胞中的油脂呈橙黃色。(2)實(shí)驗(yàn)步驟①材料處理:花生種子剝?nèi)シN皮→子葉切成薄片→挑選最薄的切片→用毛筆將它

放到載玻片中央。②染色:用吸水紙吸去材料表面的清水→在切片上滴蘇丹Ⅲ染液(靜置2~3min)→

用吸水紙吸去多余的染液→用1~2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液洗去多余的染

料。5|檢測生物組織中的油脂、糖類和蛋白質(zhì)③制片:用吸水紙吸去酒精溶液,再在切片上滴加1~2滴清水,蓋上蓋玻片,制成臨

時(shí)裝片。④觀察:在低倍鏡下找到已染色的材料,將切片最薄的部分移到視野中央,然后用高倍鏡觀察。2.檢測生物組織中的糖類(1)實(shí)驗(yàn)原理①淀粉的檢測:淀粉遇碘-碘化鉀溶液顯藍(lán)色。②還原糖的檢測:用本尼迪特試劑檢測,熱水浴加熱生成紅黃色沉淀。(2)實(shí)驗(yàn)步驟①淀粉的檢測②還原糖的檢測3.檢測生物組織中的蛋白質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)原理:雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用顯紫色。(2)實(shí)驗(yàn)步驟1.核酸的組成元素和種類(1)組成元素:C、H、O、N、P。(2)種類

6|核酸儲存與傳遞遺傳信息2.核酸的功能控制細(xì)胞的生命活動(dòng)。DNA中儲藏的信息控制著細(xì)胞的所有活動(dòng),并且決定著細(xì)胞和整個(gè)生物體的遺傳特性。RNA是合成蛋白質(zhì)所必需的。判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”。1.細(xì)胞內(nèi)的糖類都有甜味,其水解都只產(chǎn)生葡萄糖。

(

)知識辨析提示:糖類不都有甜味,如纖維素沒有甜味。糖類水解并不是都只產(chǎn)生葡萄糖,

如蔗糖水解還產(chǎn)生果糖。?2.油脂是細(xì)胞各種膜結(jié)構(gòu)的重要成分,細(xì)胞膜中都含磷脂。

(

)提示:磷脂是細(xì)胞各種膜結(jié)構(gòu)的重要成分。?3.性激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。

(

)?提示:性激素的化學(xué)本質(zhì)是固醇。4.用蘇丹Ⅲ染液染色時(shí)間越長越好,因?yàn)闀r(shí)間越長染色越深,越容易觀察。

(

)?提示:用蘇丹Ⅲ染液染色2~3min。若時(shí)間太短,染色淺,不易觀察;若時(shí)間太長,

油脂溶于蘇丹Ⅲ染液中,影響觀察。5.不同氨基酸的R基團(tuán)不同,但其結(jié)構(gòu)均是較長的鏈。

(

)提示:不同氨基酸的R基團(tuán)不同,它可以較小,也可以是較長的鏈,或是環(huán)狀結(jié)

構(gòu)。?6.蛋白質(zhì)分子可由一條或幾條多肽鏈組成,不同種多肽的氨基酸的種類不一定相

同,但數(shù)目和排列順序相同。

(

)?提示:蛋白質(zhì)分子可由一條或幾條多肽鏈組成,不同種多肽的氨基酸的種類、

數(shù)目和排列順序可能各不相同。7.將雙縮脲試劑A與雙縮脲試劑B混合,搖勻后檢測豆?jié){中的蛋白質(zhì)。

(

)?提示:用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時(shí),應(yīng)該先加雙縮脲試劑A,后加雙縮脲試劑B。8.每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基團(tuán)和一分子堿基。

(

)?提示:每一分子的核苷酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基團(tuán)和一分子堿

基。9.DNA和RNA的區(qū)別在于組成二者的五碳糖不同,組成二者的堿基也完全不同。

(

)?提示:組成DNA和RNA的五碳糖不同,組成二者的堿基不完全相同。糖類和油脂的比較1糖類和油脂比較比較項(xiàng)目油脂糖類元素組成C、H、O大多數(shù)糖類為C、H、O相同質(zhì)量C、H所占比例高低水解終產(chǎn)物甘油和脂肪酸單糖相同質(zhì)量徹底氧化時(shí)消耗氧氣多少產(chǎn)生水多少釋放能量多少主要功能細(xì)胞內(nèi)重要的儲能物

質(zhì)細(xì)胞內(nèi)主要的能源物

質(zhì)

典例下列有關(guān)糖類和脂質(zhì)的敘述,錯(cuò)誤的是

(

)A.脂質(zhì)中的油脂和糖類中的多糖均由C、H、O三種元素組成B.植物細(xì)胞中的多糖主要是淀粉和纖維素,動(dòng)物細(xì)胞中的多糖主要是乳糖和糖原C.固醇類物質(zhì)對生物體正常的代謝和生殖過程起調(diào)節(jié)作用D.葡萄糖、核糖、脫氧核糖是動(dòng)植物細(xì)胞共有的糖類B解析

脂質(zhì)中的油脂和糖類中的多糖均由C、H、O三種元素組成,但脂質(zhì)和糖類

并非都由這三種元素組成,A正確;乳糖是動(dòng)物細(xì)胞特有的二糖,不是多糖,B錯(cuò)誤;

固醇類物質(zhì)包括膽固醇、性激素和維生素D等,在生物體的正常代謝和生殖過程

中具有重要作用,C正確;葡萄糖、核糖、脫氧核糖是動(dòng)植物細(xì)胞共有的單糖類物

質(zhì),D正確。1.判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算特別提醒組成蛋白質(zhì)的大多數(shù)氨基酸分子只含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,而且都連接在同一

個(gè)碳原子上,部分氨基酸分子中含有兩個(gè)氨基、一個(gè)羧基或者兩個(gè)羧基、一個(gè)氨

基,多出來的氨基或羧基位于R基團(tuán)。2.蛋白質(zhì)多樣性的原因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣性的主要原因應(yīng)從氨基酸和肽鏈兩個(gè)角度進(jìn)行分析:

(1)圖中甲、乙、丙分別說明蛋白質(zhì)具有多樣性的原因是氨基酸的數(shù)目、種類、

排列順序不同。(2)圖丁說明蛋白質(zhì)具有多樣性的原因是肽鏈的盤曲、折疊方式,及其形成的空

間結(jié)構(gòu)不同。(3)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性,決定了蛋白質(zhì)分子功能多樣性:構(gòu)成細(xì)胞和生物體的

重要物質(zhì)、起催化作用、作為運(yùn)輸載體、信息傳遞作用(可調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活

動(dòng))、免疫功能等。3.與蛋白質(zhì)形成過程有關(guān)的計(jì)算規(guī)律(1)蛋白質(zhì)中游離氨基、羧基數(shù)的計(jì)算①游離氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)=各氨基酸中氨基總數(shù)-肽鍵數(shù)。②游離羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)=各氨基酸中羧基總數(shù)-肽鍵數(shù)。(2)蛋白質(zhì)中不同原子數(shù)的計(jì)算①氮原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的氮原子數(shù)。②氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)-脫

去的水分子數(shù)。③氫原子數(shù)=各氨基酸中氫原子的總數(shù)-2×脫去的水分子數(shù)。(3)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個(gè)氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽

鏈或環(huán)狀多肽:形成的多肽形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對分子質(zhì)量1條肽鏈n-1n-1至少1個(gè)至少1個(gè)na-18(n-1)m條肽鏈n-mn-m至少m個(gè)至少m個(gè)na-18(n-m)環(huán)狀多肽nn最少為0最少為0na-18n特別提醒蛋白質(zhì)中含有二硫鍵(—S—S—)時(shí),要考慮脫去氫的質(zhì)量,每形成1個(gè)二硫鍵,脫去

2個(gè)H。1.檢測實(shí)驗(yàn)比較3還原糖、油脂、淀粉、蛋白質(zhì)檢測比較檢測目標(biāo)可溶性還原糖淀粉蛋白質(zhì)油脂材料梨或蘋果汁饅頭、粥蛋清稀釋液、豆

漿花生子葉試劑本尼迪特試劑碘-碘化鉀溶液雙縮脲試劑蘇丹Ⅲ染液顯色結(jié)果紅黃色沉淀藍(lán)色紫色橙黃色原理在加熱條件下Cu

(OH)2被還原為Cu2

OI2與淀粉分子反應(yīng)

形成藍(lán)色物質(zhì)堿性條件下,C

與肽鍵反應(yīng),形成

紫色物質(zhì)油脂被蘇丹Ⅲ染

液染色注意事項(xiàng)需要進(jìn)行熱水浴

加熱,在加熱的過

程中,試管底部不

要觸及燒杯底,試

管口不要朝向?qū)?/p>

驗(yàn)者碘-碘化鉀溶液的

用量不宜過多,否

則淀粉易變成黑

色雙縮脲試劑使用

時(shí)注意先加雙縮

脲試劑A,再加雙

縮脲試劑B,且雙

縮脲試劑B不能過

量加入,否則會(huì)生

成Cu(OH)2沉淀,遮

蓋反應(yīng)中產(chǎn)生的

紫色a.制作切片時(shí),切

片要薄且均勻,若

切片較厚會(huì)導(dǎo)致

觀察不清楚。b.用乙醇洗掉浮色

的過程要快,防止

乙醇將花生種子

中的油脂溶解掉,

導(dǎo)致看不到實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象2.實(shí)驗(yàn)材料的選擇(1)在顯色的物質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)中最好選擇無色或顏色淺的材料,使顯色反應(yīng)明顯,易

于觀察。(2)不選用甘蔗、甜菜或馬鈴薯檢測還原糖的原因:甘蔗和甜菜所含糖主要為蔗

糖,馬鈴薯所含糖主要為淀粉,均屬于非還原糖,都不宜作為實(shí)驗(yàn)材料。(3)油脂的檢測實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)材料最好選擇花生種子、蠶豆種子、菜豆種子等,不

宜選用芝麻種子,因?yàn)橹ヂ樘?不容易切片。(4)蛋白質(zhì)的檢測實(shí)驗(yàn)中,最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織。植物材料常用大豆

(需浸泡,便于研磨),動(dòng)物材料常用稀釋的蛋清液。3.還原糖、油脂、蛋白質(zhì)檢測在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱——還原糖檢測,且必須熱水浴加熱,但不能用酒精燈直接加

熱。若不加熱,則無紅黃色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡——油脂檢測。(3)唯一需要指示劑分別加入——蛋白質(zhì)檢測。(4)唯一使用酒精——油脂檢測。

典例下列有關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及研究的敘述,正確的是

(

)A.白蘿卜不含糖,不是檢測還原糖的理想材料B.檢測蛋白質(zhì)時(shí),在樣品中先加入藍(lán)色的雙縮脲試劑A,再加入無色的雙縮脲試劑

BC.花生種子含油脂多且子葉肥厚,是油脂檢測的理想材料D.煮沸后的豆?jié){,蛋白質(zhì)已經(jīng)變性,不能與雙縮脲試劑發(fā)生顯色反應(yīng)C解析

白蘿卜含有還原糖,且顏色為白色,是檢測還原糖的理想材料,A錯(cuò)誤;檢測

蛋白質(zhì)時(shí),在樣品中先加入無色的雙縮脲試劑A,再加入藍(lán)色的雙縮脲試劑B,B錯(cuò)

誤;花生種子中油脂的含量很高,可以用花生種子為實(shí)驗(yàn)材料檢測生物組織中的

油脂,C正確;煮沸后的豆?jié){,蛋白質(zhì)已經(jīng)變性,但是依然存在肽鍵,能與雙縮脲試劑

發(fā)生顯色反應(yīng),D錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示雙縮脲試劑中真正起作用的是硫酸銅,而氫氧化鈉僅僅是為了提供堿性環(huán)

境。由于蛋白質(zhì)分子中含有很多與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵,雙縮脲試劑能與銅離

子在堿性溶液中發(fā)生雙縮脲反應(yīng)。當(dāng)?shù)孜镏泻须逆I時(shí)(多肽),溶液中的銅離子

與多肽配位,絡(luò)合物呈紫色。生命科學(xué)研究中常用“建?！狈椒ū硎疚⒂^物質(zhì)的結(jié)構(gòu),下圖可表示多肽和

RNA這兩種大分子有機(jī)物。4蛋白質(zhì)和核酸比較問題1多肽、RNA分別用哪一個(gè)圖表示?原因是什么?提示

圖1中有多于四種的基本單位,這些不同的單位可以表示不同種的氨基酸,因此圖1可表示多肽;圖2中有四種不同的基本單位,它可以表示RNA分子的四種核糖核苷酸。提示

蛋