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第3讲　遗传信息的携带者——核酸、细胞中的糖类和脂质
一、观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．染色剂
________：使________呈现绿色。
________：使________呈现红色。
2．选材：人的口腔上皮细胞。
3．结果：细胞核呈现____色，细胞质呈现____色。
4．结论：DNA主要分布在______中，RNA主要分布在______中。
二、核酸的结构和功能
1．结构
类别 DNA RNA
化学成分[来源:21世纪教育网]21世纪教育网 碱基21世纪教育网[21世纪教育网 A、G、C、____[来源:21世纪教育网] A、G、C、____
五碳糖 脱氧核糖 ____
磷酸 磷酸
空间结构 ____条链形成的双螺旋结构 一般为一条链
2．功能：核酸在细胞内携带________，通过控制______的合成控制生物的性状。
三、细胞中的糖类
四、细胞中的脂质
1．元素组成：主要是________三种元素，有些还含有P和N。
2．种类及功能
种类 生理功能
脂肪 ①细胞内良好的________；②保温、缓冲和减压作用
磷脂 构成______________的重要成分
固醇 胆固醇 ①构成细胞膜的重要成分；②参与血液中____的运输
性激素 促进______________和生殖细胞的形成
维生素D 促进肠道对______的吸收
1．根据概念图，下列叙述中正确的是（　　）
＋＋→→
A．A表示的碱基有5种 B．B表示核糖
C．D表示核糖核苷酸 D．D表示脱氧核糖核苷酸
2．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列操作正确的是（　　）
A．染色时先用甲基绿染液染色，再滴加吡罗红染液
B．将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，接着用染色剂染色
C．观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域
D．先用低倍镜找到较清晰的细胞，然后换上高倍物镜
3．下列关于核酸的叙述中，正确的是（　　）
A．DNA和RNA中的五碳糖相同
B．组成DNA与ATP的元素种类不同
C．DNA和RNA在真核细胞中的主要存在部位相同
D．由A、T、G三种碱基组成的脱氧核苷酸有3种
4．谷物中含量丰富的多糖是（　　）
A．糖原和纤维素 B．淀粉和糖原
C．淀粉和纤维素 D．蔗糖和麦芽糖
5．胆固醇和磷脂均具有的生物学功能是（　　）
A．生物膜的重要成分 B．保温作用
C．在人体内参与血液中脂质的运输 D．细胞内主要的贮能物质
考点一　蛋白质和核酸的关系
1．区别
蛋白质 核酸
元素组成 C、H、O、N C、H、O、N、P
基本单位 氨基酸： 核糖核苷酸脱氧核苷酸
连接方式
形成场所 细胞质内核糖体上 细胞核、线粒体、叶绿体等
主要功能 结构物质：血红蛋白、肌纤蛋白等 ①遗传信息的携带者，决定生物性状，提供生物进化的原材料②某些RNA具有催化作用
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：氧化放能，产物有尿素、CO2和H2O等
2．联系
【例1】 含有2 000个碱基对的DNA分子片段彻底水解后得到的物质种类数最多为（　　）
A．4种 B．5种 C．6种 D．8种
解析：该片段含有4种碱基、1种五碳糖和磷酸基团，所以彻底水解后得到6种物质。
答案：C
变式训练 1 下列有关DNA的叙述中，正确的是（　　）
A．不同生物的DNA不同，但碱基种类一般相同
B．真核细胞的DNA只存在于细胞核中
C．DNA一般为单链结构
D．组成DNA的元素为C、H、O、N、S
考点二　糖类的种类和作用
1．按组成分类
种类 分子式 分布 生理功能
单糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 光合作用的产物，细胞的主要能源物质
二糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 水解成果糖和葡萄糖而供能
麦芽糖 水解成两分子葡萄糖而供能
乳糖 动物细胞 水解成半乳糖和葡萄糖而供能
多糖 淀粉 （C6H10O5）n 植物细胞 植物细胞中重要的储能物质
纤维素 植物细胞壁的基本组成成分
糖原 动物细胞 动物细胞中重要的储能物质
2.按分布分类
动植物细胞共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖。
动物细胞特有的糖：糖原、乳糖。
植物细胞特有的糖：果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素。
3．按功能分类
生物细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
生物细胞中的储能物质：淀粉、糖原。
参与生物细胞构成的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素。
思维拓展
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，蔗糖、多糖不具还原性。
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，是由蛋白质和糖类构成的。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。
③二糖并不都是由葡萄糖组成的。麦芽糖由两分子葡萄糖组成；蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖组成；乳糖由一分子半乳糖和一分子葡萄糖组成。
④脂肪和糖类都只含有C、H、O三种元素，但脂肪中含C、H多、O少，因此脂肪储存能量多，氧化分解时耗氧多，产生水多，释放能量多。
【例2】 下列关于糖类物质的相关表述中正确的是（　　）
①存在于DNA而不存在于RNA的糖类　②细胞的重要能源物质　③存在于叶绿体而不存在于线粒体的糖类　④存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞的糖类
A．核糖、纤维素、葡萄糖、糖原
B．脱氧核糖、葡萄糖、葡萄糖、乳糖
C．核糖、葡萄糖、脱氧核糖、糖原
D．脱氧核糖、纤维素、葡萄糖、糖原
解析：构成DNA的是脱氧核糖，构成RNA的是核糖；细胞最常利用的主要能源物质是葡萄糖；葡萄糖可以在叶绿体中合成，但葡萄糖不能在线粒体中进行氧化分解（必须先分解成丙酮酸后才能进入）；存在动物乳汁中的是乳糖。
答案：B
变式训练2 下列叙述中，正确的一项是（　　）
A．细胞中的糖分为单糖、二糖和多糖，都可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
B．细胞中的脂质都能被苏丹Ⅲ染成橘黄色
C．细胞内蛋白质种类众多，都能与双缩脲试剂发生紫色颜色反应
D．真核生物细胞内的尿嘧啶都存在于细胞质中
观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．实验原理
甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同：DNA绿色；RNA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．实验流程
3．实验现象
细胞核呈现绿色，细胞质呈红色。
4．实验结论
DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
1．几种液体在实验中的作用。
（1）质量分数为0.9%的NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。
（2）质量分数为8%的盐酸：①改变细胞膜等的通透性；②使染色质中DNA与蛋白质分离。
（3）蒸馏水：①配制染色剂；②冲洗载玻片。
2．甲基绿吡罗红是一种混合染色剂，需现配现用。
3．该实验不宜用绿色植物的叶肉细胞和其他本身就有颜色的细胞，避免原有颜色对实验产生干扰。
1．下列实验材料能够用于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的是（　　）
A．藓类叶片 B．洋葱内表皮
C．洋葱外表皮 D．人的红细胞
2．带有负电荷的核酸对碱性染料甲基绿和吡罗红具有不同的亲和力，核仁能被染成紫红色。通过染色实验，可对细胞中的DNA和RNA进行定位、定性和定量分析。下列对于有关实验的叙述正确的是（　　）
A．甲基绿吡罗红的作用有选择性，只能将细胞质中的RNA染成绿色
B．甲基绿吡罗红的作用有选择性，只能将细胞核中的DNA染成红色
C．核仁能被甲基绿吡罗红染成紫红色，说明核仁是由蛋白质构成的
D．核仁能被甲基绿吡罗红染成紫红色，说明核仁中含有RNA
1．下列物质或结构中含有糖类的是（　　）
①ATP　②DNA　③染色体　④细胞膜　⑤脂肪　⑥淀粉酶
A．①②③④ B．①③④⑥
C．①②③⑤ D．②③④⑥
2．下列有关糖类和脂肪的元素组成的叙述中，正确的是（　　）
A．都只含C、H、O三种元素
B．糖类只含C、H、O，而脂肪除含C、H、O三种元素外，还含有N、P
C．糖类含C、H多，氧化时耗氧多
D．脂肪含C、H多，储存能量多，氧化时耗氧少
3．下图表示一个酶促反应，其中A、B、C、D最可能的物质依次是（　　）
A．麦芽糖酶　麦芽糖　酶—麦芽糖复合物　葡萄糖　
B．淀粉酶　淀粉　酶—淀粉复合物　麦芽糖
C．淀粉酶　淀粉　酶—麦芽糖复合物　麦芽糖
D．麦芽糖酶　麦芽糖　酶—葡萄糖复合物　葡萄糖
4．核苷酸可通过脱水形成多核苷酸，与多肽一样，脱水后一个核苷酸的磷酸基团与下一个单体的糖相连。结果，在多核苷酸中形成了一个重复出现的糖—磷酸主链（如下图）。据此判断，下列叙述正确的是（　　）
A．该图所示化合物的组成元素只有C、H、O、N
B．在合成该图所示化合物时，需脱去5分子水，相对分子质量减少90
C．在该图所示化合物分子结构中，一个磷酸基团往往和两个核糖相连
D．图中连接相邻两个核苷酸的化学键是磷酸二酯键
5．人肝细胞中的核酸含有的碱基种类是（　　）
A．1种 B．8种 C．4种 D．5种
6．请回答以下有关细胞物质组成和功能的问题。
（1）细胞中含有N元素的生物大分子是______。
A．核苷酸和糖原 B．胰岛素和核酸
C．氨基酸和胰高血糖素 D．血红蛋白和纤维素
（2）细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是______。完全由葡萄糖缩合而成的二糖是_____________________________________________________________。
（3）构成细胞膜的脂质是________和________。
参考答案
基础梳理自测
基础梳理
一、1.甲基绿　DNA　吡罗红　RNA
3．绿　红　
4．细胞核　细胞质　
二、1.T　U　核糖　两　
2．遗传信息　蛋白质
三、C、H、O　细胞质　细胞核　两　单糖　蔗糖、麦芽糖　乳糖　单糖　淀粉、纤维素　糖原　纤维素
四、1.C、H、O　
2．储能物质　细胞膜和细胞器膜　脂质　生殖器官的发育　钙和磷
考点自测
1．D　2.C　3.D　4.C　5.A
核心理解突破
【变式训练1】 A　解析：不同生物的DNA不同，但都由A、G、C、T四种碱基组成。真核细胞的DNA主要存在于细胞核中，少量存在于线粒体、叶绿体中。DNA一般由双链构成双螺旋结构。组成DNA的元素为C、H、O、N、P。
【变式训练2】 C　解析：单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，在水浴加热条件下与斐林试剂反应可产生砖红色沉淀，多糖等非还原糖不能。细胞中的脂肪能被苏丹Ⅲ染成橘黄色，其他脂质不能。蛋白质与双缩脲试剂发生紫色颜色反应。真核生物细胞内的尿嘧啶主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核内。
实验探究拓展
针对训练
1．B　解析：藓类叶片含大量叶绿体，使细胞质呈绿色；洋葱外表皮液泡中含紫色的色素，使实验的颜色反应不明显。人的红细胞中含血红蛋白，呈红色，且无细胞核，不存在DNA。洋葱内表皮细胞含DNA和RNA，且呈无色。
2．D　解析：甲基绿和吡罗红对核酸的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，可将DNA染色成绿色，吡罗红对RNA亲和力强，可将RNA染色成紫红色。核仁能被甲基绿吡罗红染成紫红色，则说明核仁中含有RNA。
演练巩固提升
1．A　解析：ATP含有核糖，DNA 含脱氧核糖，染色体成分含DNA，细胞膜含糖蛋白。
2．A　解析：脂肪和糖类都只含有C、H、O三种元素，但脂肪中含C、H多，O少，因此脂肪储存能量多，氧化分解时耗氧多，产生水多，释放能量多。糖类中含C、H少，O多，因此相对于脂肪糖类储存能量少，氧化分解时耗氧少，产生水少，释放能量少。
3．B　解析：题图中A前后没有变化，是酶。B发生水解反应，生成两个单体组成的物质。
4．D　解析：核苷酸的组成元素有C、H、O、N、P等。由图可知，该核苷酸链是由5个核苷酸脱水形成的，需脱去4分子水，相对分子质量减少72。该核苷酸链中含有碱基T，因此为DNA的一条单链，则一个磷酸基团和两个脱氧核糖相连。连接两个脱氧核苷酸的化学键是磷酸二酯键。
5．D　解析：人肝细胞中的核酸有两类，即DNA和RNA，组成DNA的碱基有A、G、C、T 4种，而组成RNA的碱基也有A、G、C、U 4种，二者共有的碱基是A、G、C。所以组成核酸的碱基共有A、G、C、T、U 5种。
6．答案：（1）B（胰岛素和核酸）　（2）单糖　麦芽糖　（3）磷脂　胆固醇
解析：含N元素的分子有核苷酸、胰岛素、核酸、氨基酸、胰高血糖素和血红蛋白。其中含N的大分子有胰岛素、核酸、胰高血糖素和血红蛋白。能被消化道直接吸收的糖是单糖。细胞膜由蛋白质、磷脂、胆固醇和糖类组成。
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第2讲　生命活动的主要承担者——蛋白质
一、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．组成元素
组成蛋白质的元素必定含有_______________________________________________。
2．结构通式
_______________________________________________________________________。
3．特点
每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个____连在同一个碳原子上。氨基酸的种类、性质不同取决于____的不同。
4．种类
组成生物体蛋白质的氨基酸约有____种。
二、蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质结构层次
氨基酸____蛋白质
2．氨基酸脱水缩合形成多肽
（1）脱水缩合的过程：一个氨基酸分子的____和另一个氨基酸分子的____相连接，同时脱去一分子水形成二肽。
（2）反应场所：核糖体。
3．蛋白质结构、功能多样性
1．下列既属于大量元素，又属于组成蛋白质的元素的是（　　）
A．C、O、S、Fe B．C、H、O、Fe
C．C、H、O、N D．C、H、P、N
2．下列属于组成生物体蛋白质的氨基酸的是（　　）
3．下列多肽链中含有的肽键为（　　）21世纪教育网
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
4．能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是（　　）
①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③多肽链　④形成一定空间结构
A．①③④② B．②①④③
C．②③①④ D．②①③④
5．蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能相适应。下列有关蛋白质类物质与其功能对应正确的是（　　）
A．胰岛素与调节 B．生长激素与催化
C．淀粉酶与蛋白质水解 D．血红蛋白与免疫
考点一　组成蛋白质氨基酸的通式及特点分析
1．氨基酸的结构通式
2．氨基酸结构特点的分析
分析 举例
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[来源:21世纪教育网] R基含—COOH：21世纪教育网21世纪教育网
R基含—NH2：
都有一个—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 反例：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH非生物体内氨基酸
【例1】 同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，精氨酸易溶于水，这种差异的产生，取决于（　　）
A．两者R基组成的不同 B．两者的结构完全不同
C．酪氨酸的氨基多 D．精氨酸的羧基多
解析：组成生物体的氨基酸的结构中，只有R基不同，其他部分完全相同，因此不同的氨基酸其理化性质不同是由R基不同造成的。
答案：A
方法归纳
不同的氨基酸只有R基的不同，因此，不同氨基酸的任何区别都是R基决定的。
变式训练 1 下列多肽链水解后，产生的氨基酸种类有（　　）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
考点二　氨基酸脱水缩合中的计算
1．原子数的计算
（1）N原子数＝各氨基酸中N原子的总数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数
（2）O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
2．肽键数、脱水数、相对分子质量、氨基数与羧基数
氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数目 多肽相对分子质量 氨基数目 羧基数目
1条肽链 a m m－1 m－1 ma－18 （m－1） 肽链数＋R基中氨基数 肽链数＋R基中羧基数
n条肽链 a m m－n m－n ma－18 （m－n）
易错警示
蛋白质相对分子质量＝氨基酸相对分子质量总和－失去水分子的相对分子质量总和。有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键（—S—S—）形成等，每形成一个二硫键，肽链失去两个H，相对分子质量再减少2。
3．环状肽分析
环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数目，如下图所示。
由图示可知：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。
【例2】 现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为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、氨基和羧基的数目依次分别为（　　）
A．798,2和2 B．798,12和10
C．799,1和1 D．799,11和9
解析：由氨基酸数－肽链数＝肽键数可知，2条肽链的蛋白质共有肽键数为798，每条肽链的两端各有一个氨基和一个羧基，故两条肽链的氨基和羧基数为肽链两端的氨基和羧基加氨基酸R基上的氨基和羧基，即氨基总数＝2＋（810－800）＝12，羧基总数＝2＋（808－800）＝10。
答案：B
变式训练2 某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是（　　）
A．形成该蛋白质时产生了N个水分子
B．该蛋白质中至少含有N个肽键
C．该蛋白质中至少含有3个游离的羧基
D．该蛋白质中含有3个游离的氨基
考点三　蛋白质的多样性
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
特别提醒
导致蛋白质结构多样性的4个原因中，只要其中的一点不同，这两个蛋白质的分子结构就不同。
拓展提升
（1）蛋白质功能多样性。
功能 种类 分布
催化作用 绝大多数酶 细胞内或细胞外
运输某些物质如离子、氨基酸等 载体蛋白 细胞膜等生物膜
运输氧气 血红蛋白 红细胞内
调节生命活动 多数激素（如生长激素、胰岛素、胰高血糖素等） 内环境中
免疫作用 抗体 内环境中
免疫作用 溶菌酶 一些外分泌液中，如唾液
保护、润滑、识别等 糖蛋白 细胞膜表面
收缩、运动 肌球蛋白、肌动蛋白 肌肉
结构物质 结构蛋白 细胞内
（2）基因多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系。
（3）由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。
（4）氨基酸的排列与多肽种类的相关计算。
假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析：
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类。
形成三肽的种类： （33＝27种）
形成二肽的种类： （32＝9种）
②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类。
形成三肽的种类：　（3×2×1＝6种）
形成二肽的种类：　（3×2＝6种）
【例3】 下列各项与蛋白质结构多样性无关的是（　　）
A．氨基酸的数目、种类和排列顺序
B．构成蛋白质的多肽链的空间结构
C．构成蛋白质的多肽链的数目
D．氨基酸至少含一个氨基和一个羧基
解析：构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同，蛋白质则不同；构成蛋白质的多肽链条数不同，蛋白质的结构也不同；多肽链的空间结构不同，蛋白质也不同。因此A、B、C三项都是蛋白质结构多样性的原因，只有D项不是。
答案：D
变式训练 3 下图是三种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述正确的是（　　）
A．构成上述氨基酸分子的最基本元素是C、H、O、N
B．上述三种氨基酸的R基依次是—H、—CH2—COOH、—CH2OH
C．若这三种氨基酸足够，最多可形成27种三肽
D．只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸
1．谷氨酸的R基为C3H5O2,1分子谷氨酸中含C、H、O、N原子数依次是（　　）
A．5,9,4,1 B．4,8,5,1
C．5,8,4,1 D．4,9,4,1
2．某蛋白质分子含有a条肽链，共有b个氨基酸。如果氨基酸的平均相对分子质量是c，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别为（　　）
A．b（c－18）＋18a和18（b－a） B．b（c＋18）＋18a和18（a＋b）
C．b（c－18）－18a和18（a－b） D．b（c＋18）－18a和18（b－a）
3．若含3H的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了3H2O，那么水中的3H最可能来自氨基酸的（　　）
A．—COOH B．—NH2
C．—R D．—COOH和—NH2
4．某蛋白质的结构示意图如下图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（　　）
A．m个、18m
B．（m－4）个、18（m－4）
C．（m－3）个、18（m－3）＋4
D．（m－2）个、18（m－2）＋4
5．（2013·安徽名校大联考））下列物质中一定不含有肽键的是（　　）
A．降低人体血糖的激素
B．离子跨膜运输的载体
C．降低化学反应活化能的物质
D．决定雄性第二性征发育的激素
6．肉毒梭菌（厌氧性梭状芽孢杆菌）是致死性最高的病原体之一，广泛存在于自然界中。肉毒梭菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素，即肉毒类毒素。它是由两个亚单位（每个亚单位为一条链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子，1 mg可毒死20亿只小鼠。煮沸1 min或75 ℃下加热5～10 min，就能使其完全丧失活性。可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、火腿、鱼及鱼制品、罐头食品、臭豆腐、豆瓣酱、面酱、豆豉等。下面是肉毒类毒素的局部结构简式：
请据此回答下列问题。
（1）肉毒类毒素的化学本质是_________，其基本组成单位的结构通式是___________。
（2）由上图可知，该片段由______种单体组成，有______个肽键，在形成该片段时要脱去________分子水。
（3）一分子肉毒类毒素至少含有____个氨基和______个羧基，它们的位置______________ ______________________________________________________________________________。
（4）肉毒类毒素可用________试剂鉴定，该试剂使用方法是____________________，反应颜色为______。
参考答案
基础梳理自测
基础梳理
一、1.C、H、O、N
2．
3．羧基　R基　
4．20
二、1.多肽　
2．（1）羧基　氨基　缩合　肽键
3．氨基酸的种类　氨基酸的数目　氨基酸的排列顺序
空间结构　催化　运输　免疫　
考点自测
1．C　2.C　3.D　4.D
5．A　解析：A项中胰岛素是激素，与机体血糖调节有关。B项中生长激素是一种激素，能调节人体生长，而不是催化作用。C项中淀粉酶是催化淀粉水解的酶，而不是催化水解蛋白质。D项血红蛋白与运输氧气有关。
核心理解突破
【变式训练1】 A　解析：该肽链中的R基有—CH3、—CH2—CH3两种，R基团不同，氨基酸不同，故能产生2种氨基酸。
【变式训练2】 C　解析：形成该蛋白质时，产生水分子数为N－3，含有N－3个肽键。蛋白质中游离的氨基（羧基）数＝肽链条数＋R基中的氨基（羧基）数。若组成该蛋白质的氨基酸都只有一个氨基和一个羧基，则会剩余3个氨基和3个羧基。若组成该蛋白质的某些氨基酸R基中有氨基（羧基），则剩余的氨基（羧基）多于3个。
【变式训练3】 C　解析：构成上述氨基酸分子的最基本元素是C。上述三种氨基酸的R基依次是—CH3、—CH2—COOH、—CH2OH。若这三种氨基酸足够，最多可形成3×3×3＝27种三肽。构成生物体蛋白质的氨基酸至少有一个氨基与一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，含有氨基和羧基但不一定连接在同一个碳原子上。
演练巩固提升
1．A　解析：谷氨酸R基为C3H5O2，其结构式为，含C原子数为5，H原子数为9，O原子数为4，N原子数为1。
2．A　解析：b个氨基酸形成a条肽链，氨基酸的平均相对分子质量是c，则相对分子质量为b×c－（b－a）×18＝b（c－18）＋18a。该蛋白质分子水解时需要b－a个水分子，相对分子质量为18（b－a）。
3．D　解析：据反应式：＋可判断H2O中的氢来自第1个氨基酸的羧基和第2个氨基酸的氨基。
4．D　解析：m个氨基酸形成两个肽链和一个肽环，形成的肽键数为m－2个，产生的水分子数为m－2个。两个二硫键与两个肽链、一个肽环相连再脱去4个H，因此分子量共减少（m－2）×18＋4。
5．D　解析：降低人体血糖的激素是胰岛素，属于蛋白质，一定含有肽键；离子跨膜运输的载体是蛋白质，含肽键；降低化学反应活化能的物质是酶，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质含肽键，RNA不含肽键；决定雄性第二性征发育的激素是雄激素，属于类固醇激素，不含肽键。
6．解析：从题图看出肉毒类毒素的化学本质是蛋白质。图中有4个肽键，5个氨基酸，每形成1个肽键脱去1分子水。在肽链的两端，各有1个羧基和1个氨基，若R基中不含氨基和羧基，1条肽链至少含有1个氨基和1个羧基。蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色，可用于蛋白质的鉴定。
答案：（1）蛋白质　
（2）5　4　4
（3）2　2　分别位于两条肽链两端
（4）双缩脲　先加A液1 mL，再加B液4滴　紫色
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第2章　组成细胞的分子
考纲点击 权威解读
1.水和无机盐的作用（Ⅰ） 了解水和无机盐的存在形式作用
2.蛋白质、核酸的结构和功能（Ⅱ） 掌握蛋白质的结构、蛋白质相关计算、蛋白质的功能；核酸的构成、分类、功能；蛋白质和核酸的关系
3.糖类、脂质的种类和作用（Ⅱ） 掌握糖类种类和作用、脂质的种类和作用
4.观察DNA、RNA在细胞中的分布（实验） 掌握实验原理、方法和步骤
5.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（实验） 掌握实验原理、方法和步骤
第1讲　细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
一、组成细胞的元素
1．元素分类
2．元素的含量特点
（1）占细胞鲜重前四位的元素是____________。
（2）占细胞干重前四位的元素是____________。
3．元素的存在形式
大多以______的形式存在。
二、组成细胞的化合物
1．含量
无机物中含量最多的是水，有机物中含量最多的是______。
2．细胞中的水
（1）存在形式：______和______。
（2）功能
3．细胞中的无机盐
（1）存在形式
（2）功能
三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测
检测物质 试剂 颜色变化
还原糖 ________ 砖红色沉淀
淀粉 碘液 __________
脂肪21世纪教育网 苏丹Ⅲ染液21世纪教育网 __________21世纪教育网[来源:21世纪教育网]
__________ 红色
蛋白质 __________ 紫色
1．下图为元素概念的关系图，其中1、2、3、4代表不同的元素概念。试判断符合这种关系的是（1～4依次为）（　　）
A．大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素
B．基本元素、最基本元素、大量元素、主要元素
C．最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素
D．主要元素、大量元素、最基本元素、基本元素
2．下列离子人体细胞中含量最少的是（　　）
A．K＋ B．Na＋
C．Ca2＋ D．Zn2＋
3．下列试剂与鉴定的物质及颜色变化对应不正确的是（　　）
A．双缩脲试剂—蛋白质—紫色 B．苏丹Ⅳ染液—脂肪—红色
C．斐林试剂—蔗糖—砖红色 D．碘液—淀粉—蓝色
4．锌是构成与记忆相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会影响大脑的正常发育。这说明无机盐（　　）
A．对维持酸碱平衡起重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对维持生物体生命活动有重要作用
D．对调节细胞内渗透压有重要作用
5．一个肥胖的人，细胞内含量最多的有机物是（　　）
A．水 B．脂肪 C．糖类 D．蛋白质
考点一　组成细胞的化学元素
1．细胞中常见元素的归属范围
说明：（1）大量元素和微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。（2）生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的。
2．统一性与差异性
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。但是，细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。
思维拓展
生物体中的元素是从无机自然界吸收的，因此二者表现为统一性；而这种吸收是选择性的，故无机自然界中有的元素生物体内不一定含有，同种元素在生物体与无机自然界中含量有差别。
3．主要作用
（1）维持机体生命活动
（2）组成化合物。
化合物 元素组成
糖类和脂肪 只有C、H、O
蛋白质 必定有C、H、O、N，有的有S、Fe等
核酸和ATP C、H、O、N、P
磷脂 必定有C、H、O、P，有的有N
叶绿素 C、H、O、N、Mg
水 只有H、O
【例1】下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是（　　）
A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多
B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D．不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
解析：自然界中氧元素的含量最多；人、动物与植物所含的化学元素的种类差异不大，含量相差很大，但组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。
答案：C
变式训练 1 下列化合物中含有的化学元素种类最少的一组是（　　）
A．蛋白质　　　　　　　　 B．葡萄糖
C．tRNA D．水
考点二　细胞中的无机物
1．细胞中的水
（1）水在细胞中的含量。
①生物体内水分的含量一般为85%～90%，是各种化学成分中含量最多的。
②不同种生物，体内含水量不同。水生生物体内的含水量比陆生生物多。
③同一生物，不同器官、组织含水量不同。代谢旺盛的器官、组织含水量较多。
④同一生物，不同生长发育期含水量不同。幼年人体内的含水量大于成年人，成年人大于老年人。
（2）水与有关生理功能的联系。
生理过程 相关知识链接
光合作用 作原料，在光反应阶段被光解产生[H]和O2，发生在叶绿体类囊体薄膜；在暗反应阶段的叶绿体基质中产生水
有氧呼吸 作原料，在第二阶段提供[H]；在第三阶段[H]与O2结合生成水
ATP与ADP的转化 在合成酶作用下产生ATP同时产生水，而ATP在水解酶作用下水解时需消耗水
与蛋白质、糖原、脂肪、核酸的关系 合成大分子时都伴随水的产生，而大分子水解成小分子时都需要水参与
（3）自由水和结合水在一定条件下可相互转化。
自由水结合水
①当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分——获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。
②当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高。
2．细胞中的无机盐生理功能
（2）维持细胞和生物体的正常生命活动。
元素 相关的生命活动
K＋ 维持心肌正常的兴奋性
Ca2＋ 骨骼肌正常的功能：血钙过高——肌无力、血钙过低——肌肉抽搐
B 促进植物花粉管的萌发和伸长，植物缺少会“花而不实”
（3）维持生物体内的平衡。
①渗透压的平衡，如Na＋、Cl－维持人体细胞外液的渗透压，K＋维持人体细胞内液的渗透压；②酸碱平衡，如血浆中H2CO3/HCO的缓冲作用。
【例2】 人体红细胞呈圆饼状，具有运输氧气的功能。下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液态环境中，下图为一段时间内的变化示意图，请分析该图说明的问题是（　　）
A．水分容易进出细胞
B．无机盐离子容易进出细胞
C．红细胞有运输氧气的功能
D．水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用
解析：据图，盐浓度的大小能够改变红细胞的形态和功能。因此水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用。
答案：D
变式训练2 某乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能（　　）
A．调节血液的酸碱平衡 B．调节血液的渗透压
C．参与红细胞血红蛋白的形成 D．促进更多红细胞的产生
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．实验原理
还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀
淀粉＋碘液蓝色
脂肪＋
蛋白质＋双缩脲试剂紫色
2．实验流程
（1）还原糖的检测和观察。
↓
结论：说明组织样液中有可溶性还原糖
（2）脂肪的检测和观察。
[方法一]花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液橘黄色
[方法二]
取材：花生种子（浸泡），将子叶切成薄片
结论：组织样液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，说明组织样液中存在蛋白质
1．实验成功的关键——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含还原糖量较高的生物组织（或器官），而且组织颜色较浅，或近于白色。经实验比较，苹果、梨等较为理想。
（2）脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的种子。
（3）蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。
2．斐林试剂与双缩脲试剂的比较
斐林试剂 双缩脲试剂
鉴定成分 还原糖 蛋白质
鉴定原理 还原糖中的醛基（—CHO）在加热条件下能将Cu（OH）2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀 双缩脲（H2NOC—NH—CONH2）在碱性溶液中能与Cu2＋结合生成紫色络合物，蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键
试剂浓度 甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液；乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液 A液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液；B液：质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液
使用方法 甲液、乙液混合均匀后，再加入样液 先加A液造成碱性环境，再加B液
使用条件 加热 不加热
实验现象 浅蓝色→棕色→砖红色 紫色
判定从植物体榨出的某黄色液体是否含有脂肪、判定淀粉是否水解产生了还原糖，依次选择试剂（　　）
①苏丹Ⅲ染液　②苏丹Ⅳ染液　③Ca（OH）2　④重铬酸钾溶液　⑤碘液　⑥斐林试剂
A．①④ B．②⑤ C．②⑥ D．②③
1．（2013·浙江绍兴一中高三期中）下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是（　　）
A．Mg是叶绿体中色素分子必不可少的组成元素
B．马铃薯植株体内的钾呈离子状态
C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一
D．P是组成磷脂、ATP、NADPH及核糖等多种化合物的组成元素
2．下图表示人体细胞中四种主要元素占细胞鲜重的百分比，其中表示碳元素的是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
3．从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是（　　）
A．糖脂 B．磷脂 C．糖蛋白 D．脂蛋白
4．下列关于生物体内水和无机盐的说法，正确的是（　　）
A．是细胞中的能源物质之一
B．哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起抽搐
C．能维持生物体的生命活动
D．生物体处在不同发育期，含水量基本一样
5．鉴定可溶性还原糖、蛋白质、脂肪，所用实验材料均较合理的一组是（　　）
A．韭菜叶、豆浆、大豆
B．梨、稀释的鸡蛋清、花生子叶
C．苹果、花生子叶、大豆
D．番茄、豆浆、花生子叶
6．发生矿难有矿工被困坑道内时，救援人员以最快速度打通生命通道，向被困人员输送水和营养液。
人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
（1）被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐的生理作用是___________________________ _____________________________________________________________________________。
（2）被运送的大量药品之一是0.9%的生理盐水，给受困人员补充生理盐水所起的生理作用是：_________________________________________________________________________。
（3）俗话说，“一方水土养一方人”。在天然泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是________________。
（4）水在人体内有着重要作用，其中自由水的生理作用有：
①细胞内的良好溶剂；②__________________________________________________；
③运送营养物质和代谢废物；④____________________________________________。
（5）市场上出售的少数劣质奶粉中掺有植物淀粉，请问如何鉴定奶粉是否含淀粉？
________________________________________________________________________。
参考答案
基础梳理自测
基础梳理
一、1.C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等　微量元素　C　C、H、O、N
2．（1）O、C、H、N　（2）C、O、N、H
3．化合物
二、1.蛋白质
2．（1）自由水　结合水　（2）①细胞结构　②良好溶剂
③生化反应　④液体环境　⑤营养物质　代谢废物
3．（1）离子　复杂化合物　（2）①生命活动　②酸碱
三、斐林试剂　蓝色　橘黄色　苏丹Ⅳ染液　双缩脲试剂
考点自测
1．C　2.D　3.C　4.C　5.D
核心理解突破
【变式训练1】 D　解析：蛋白质必定含有C、H、O、N四种。葡萄糖只含C、H、O三种元素。tRNA必定含有C、H、O、N、P五种元素。水只含有H、O两种元素。
【变式训练2】 C　解析：Fe2＋是构成人体血红蛋白的重要无机盐，缺Fe2＋易得缺铁性贫血。
实验探究拓展
针对训练
C　解析：鉴定脂肪可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液，但黄色会遮盖苏丹Ⅲ染液反应后的颜色，故应选用苏丹Ⅳ染液。判定淀粉是否水解产生还原糖，可用斐林试剂。
演练巩固提升
1．B　解析：Mg是叶绿素中必不可少的组成元素，不是其他色素中没有Mg；钾在生物体内一般以离子的状态存在；血红蛋白是红细胞内的蛋白质，不属于内环境的成分；核糖中没有P元素。
2．B　解析：细胞鲜重水含量最多，氧元素最多，其次是C、H、N、P、S元素。
3．C　解析：蛋白质遇双缩脲试剂出现紫色反应，用以鉴定蛋白质的存在；斐林试剂能与还原糖作用生成砖红色沉淀，用以鉴定还原糖的存在。从上述反应现象可以判断出，该物质是由蛋白质和糖类构成的，应该是细胞膜上的糖蛋白。
4．C　解析：水和无机盐不是能源物质；生物体的不同发育期，含水量不同，幼儿含水量远高于成年人；血液中钙离子含量过多会引起肌无力，钙离子含量过少会引起抽搐。
5．B　解析：选择实验材料时要把握两个原则，一是该物质含量丰富；二是材料本身是无色或接近白色，防止材料本身颜色的干扰。鉴定还原糖时可以选用苹果或梨，鉴定蛋白质时可以选用鸡蛋清、大豆或豆浆，鉴定脂肪时常选用花生子叶。
6．解析：（1）钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的主要成分，说明无机盐可构成生物体内复杂的化合物。
（2）给受困人员补充生理盐水，有两个作用，一是补充水分，二是补充无机盐维持体内渗透压平衡。
（3）天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是P、K、Ca、Mg。
（4）水在细胞中有自由水和结合水两种形式，其中自由水的生理作用有细胞内的良好溶剂，参与细胞内许多化学反应，运送营养物质和代谢废物为细胞内许多生化反应提供液体环境。
（5）鉴定淀粉可利用碘液，淀粉遇碘变成蓝色。
答案：（1）构成细胞内某些复杂化合物
（2）补充水分、维持渗透压平衡
（3）P、K、Ca、Mg
（4）②参与多种生物化学反应　④为细胞生存提供液体环境
（5）滴加碘液，观察其是否变蓝，若变蓝，则说明其含有淀粉
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