浙科版高中生物必修1第一章细胞的分子组成第二节生物大分子以碳链为骨架课件

高中生物必修1浙科版第二节生物大分子以碳链为骨架

1.碳骨架的形成(1)碳原子间可以共用电子形成共价键,从而由很多碳原子串起长长的直链结

构、支链结构或环状结构,共同形成碳骨架。(2)骨架中的碳还可以与其他原子,如H、O、N、S、P等通过共用电子相连接。2.生物大分子(1)组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础的,主要包括糖类、脂质、

蛋白质和核酸。许多有机物的相对分子量以万至百万计,所以称为生物大分子。(2)蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。1|碳骨架1.组成元素:大多数糖类由C、H、O三种元素组成。2.分类(1)单糖①可被细胞直接吸收利用的小分子物质。②常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖,其中葡萄糖是细胞生

命活动的主要能源物质。(2)二糖①蔗糖

葡萄糖+果糖②麦芽糖

葡萄糖+葡萄糖③乳糖

葡萄糖+半乳糖2

|糖类是细胞的主要能源物质(3)多糖①由多个单糖分子通过特定的共价键连在一起形成的物质。②淀粉是植物体内重要的储能物质。③纤维素是植物细胞壁的主要成分。④糖原是动物体内重要的储能物质,储藏在人的肝脏和

肌肉中,分别称为肝糖原和肌糖原。知识拓展a.并非所有的糖都可以作为生物体内的能源物质,如核糖、脱氧核糖是组成核酸

的成分;纤维素是组成植物细胞壁的成分,不能作为植物的能源物质。b.并非所有的糖都甜,如淀粉、纤维素和糖原没有甜味;甜的物质不一定都是糖,

如山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇等为非糖物质。1.元素组成:主要由C、H、O三种元素组成,其中H较糖类多,而O较糖类少,有些脂

质还含有N和P等元素。3|脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能2.分类及作用种类组成元素作用油脂脂肪C、H、O是能量的主要储存形式,另外还有抗低温、防震作用油磷脂C、H、O、P,有些还含有N细胞各种膜结构的重要成分固醇胆固醇C、H、O构成细胞膜的重要成分,但血液中含量过多可能引发心脑血管疾病性激素促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成维生素D可促进人和动物对钙和磷的吸收等点拨a.油脂由甘油和脂肪酸组成。甘油是一种简单糖类的衍生物;脂肪酸则是长的碳

氢链,一端是羧基。b.相等质量的油脂较糖类储能更多。1g油脂在体内完全氧化将产生39kJ的能

量,而等质量糖或蛋白质只产生17kJ的能量。1.蛋白质的功能2.蛋白质的结构(1)组成元素:主要由C、H、O、N四种元素组成,有些还含有S。功能举例结构成分是构成细胞和生物体结构的重

要物质肌肉中的收缩蛋白、头发中的

角蛋白运输作用实现某些物质通过细胞膜或在

体内的转运红细胞中的运输蛋白储备作用生物组织中储存的营养种子中的储备蛋白4|蛋白质是生命活动的主要承载者(2)基本单位——氨基酸①种类:约20种。不同氨基酸的R基团不同,它可以较小,也可以是较长的链,或是

环状结构。②生物通式

③结构特点:一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团,即一个氨基(—NH2)、一个羧基(—COOH)、一个H和一个R基团。知识拓展a.必需氨基酸:人体需要的,但人体内不能合成,必须由食物供给的氨基酸,包括异

亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。b.非必需氨基酸:可在体内由其他化合物转化而来的氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸等。(3)氨基酸之间的脱水缩合

①该过程表示脱水缩合,A的名称是肽键,化合物B的名称是二肽。②该过程可产生水,水中的H原子来自R2所在氨基酸的氨基和R1所在氨基酸的羧基,氧原子来自R1所在氨基酸的羧基。③多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链,称为多肽。(4)蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素

氨基酸

二肽

多肽

蛋白质。特别提醒多肽不是蛋白质,多肽与蛋白质最重要的区别是多肽没有一定的空间结构。3.蛋白质的多样性每一种蛋白质都有其独特的空间结构,其空间结构会随温度的升高而发生改变。

蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。1.检测生物组织中的油脂(1)实验原理:苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色。(2)实验步骤①材料处理:花生种子剥去种皮→子叶切成薄片→挑选最薄的切片→用毛笔将它

放到载玻片中央。②染色:用吸水纸吸去材料表面的清水→在切片上滴苏丹Ⅲ染液(静置2~3min)→

用吸水纸吸去多余的染液→用1~2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去多余的染

料。5|检测生物组织中的油脂、糖类和蛋白质③制片:用吸水纸吸去酒精溶液,再在切片上滴加1~2滴清水,盖上盖玻片,制成临

时装片。④观察:在低倍镜下找到已染色的材料,将切片最薄的部分移到视野中央,然后用高倍镜观察。2.检测生物组织中的糖类(1)实验原理①淀粉的检测:淀粉遇碘-碘化钾溶液显蓝色。②还原糖的检测:用本尼迪特试剂检测,热水浴加热生成红黄色沉淀。(2)实验步骤①淀粉的检测②还原糖的检测3.检测生物组织中的蛋白质(1)实验原理:双缩脲试剂与蛋白质作用显紫色。(2)实验步骤1.核酸的组成元素和种类(1)组成元素:C、H、O、N、P。(2)种类

6|核酸储存与传递遗传信息2.核酸的功能控制细胞的生命活动。DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动,并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。RNA是合成蛋白质所必需的。判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.细胞内的糖类都有甜味,其水解都只产生葡萄糖。

(

)知识辨析提示:糖类不都有甜味,如纤维素没有甜味。糖类水解并不是都只产生葡萄糖,

如蔗糖水解还产生果糖。✕2.油脂是细胞各种膜结构的重要成分,细胞膜中都含磷脂。

(

)提示:磷脂是细胞各种膜结构的重要成分。✕3.性激素的化学本质是蛋白质。

(

)✕提示:性激素的化学本质是固醇。4.用苏丹Ⅲ染液染色时间越长越好,因为时间越长染色越深,越容易观察。

(

)✕提示:用苏丹Ⅲ染液染色2~3min。若时间太短,染色浅,不易观察;若时间太长,

油脂溶于苏丹Ⅲ染液中,影响观察。5.不同氨基酸的R基团不同,但其结构均是较长的链。

(

)提示:不同氨基酸的R基团不同,它可以较小,也可以是较长的链,或是环状结

构。✕6.蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成,不同种多肽的氨基酸的种类不一定相

同,但数目和排列顺序相同。

(

)✕提示:蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成,不同种多肽的氨基酸的种类、

数目和排列顺序可能各不相同。7.将双缩脲试剂A与双缩脲试剂B混合,摇匀后检测豆浆中的蛋白质。

(

)✕提示:用双缩脲试剂检测蛋白质时,应该先加双缩脲试剂A,后加双缩脲试剂B。8.每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基团和一分子碱基。

(

)✕提示:每一分子的核苷酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸基团和一分子碱

基。9.DNA和RNA的区别在于组成二者的五碳糖不同,组成二者的碱基也完全不同。

(

)✕提示:组成DNA和RNA的五碳糖不同,组成二者的碱基不完全相同。糖类和油脂的比较1糖类和油脂比较比较项目油脂糖类元素组成C、H、O大多数糖类为C、H、O相同质量C、H所占比例高低水解终产物甘油和脂肪酸单糖相同质量彻底氧化时消耗氧气多少产生水多少释放能量多少主要功能细胞内重要的储能物

质细胞内主要的能源物

质

典例下列有关糖类和脂质的叙述,错误的是

(

)A.脂质中的油脂和糖类中的多糖均由C、H、O三种元素组成B.植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C.固醇类物质对生物体正常的代谢和生殖过程起调节作用D.葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的糖类B解析

脂质中的油脂和糖类中的多糖均由C、H、O三种元素组成,但脂质和糖类

并非都由这三种元素组成,A正确;乳糖是动物细胞特有的二糖,不是多糖,B错误;

固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等,在生物体的正常代谢和生殖过程

中具有重要作用,C正确;葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的单糖类物

质,D正确。1.判断组成蛋白质的氨基酸2蛋白质的结构及相关计算特别提醒组成蛋白质的大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基,而且都连接在同一

个碳原子上,部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨

基,多出来的氨基或羧基位于R基团。2.蛋白质多样性的原因蛋白质结构具有多样性的主要原因应从氨基酸和肽链两个角度进行分析:

(1)图中甲、乙、丙分别说明蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的数目、种类、

排列顺序不同。(2)图丁说明蛋白质具有多样性的原因是肽链的盘曲、折叠方式,及其形成的空

间结构不同。(3)蛋白质分子结构多样性,决定了蛋白质分子功能多样性:构成细胞和生物体的

重要物质、起催化作用、作为运输载体、信息传递作用(可调节机体的生命活

动)、免疫功能等。3.与蛋白质形成过程有关的计算规律(1)蛋白质中游离氨基、羧基数的计算①游离氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数。②游离羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数。(2)蛋白质中不同原子数的计算①氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数。②氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱

去的水分子数。③氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-2×脱去的水分子数。(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽

链或环状多肽:形成的多肽形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1条肽链n-1n-1至少1个至少1个na-18(n-1)m条肽链n-mn-m至少m个至少m个na-18(n-m)环状多肽nn最少为0最少为0na-18n特别提醒蛋白质中含有二硫键(—S—S—)时,要考虑脱去氢的质量,每形成1个二硫键,脱去

2个H。1.检测实验比较3还原糖、油脂、淀粉、蛋白质检测比较检测目标可溶性还原糖淀粉蛋白质油脂材料梨或苹果汁馒头、粥蛋清稀释液、豆

浆花生子叶试剂本尼迪特试剂碘-碘化钾溶液双缩脲试剂苏丹Ⅲ染液显色结果红黄色沉淀蓝色紫色橙黄色原理在加热条件下Cu

(OH)2被还原为Cu2

OI2与淀粉分子反应

形成蓝色物质碱性条件下,C

与肽键反应,形成

紫色物质油脂被苏丹Ⅲ染

液染色注意事项需要进行热水浴

加热,在加热的过

程中,试管底部不

要触及烧杯底,试

管口不要朝向实

验者碘-碘化钾溶液的

用量不宜过多,否

则淀粉易变成黑

色双缩脲试剂使用

时注意先加双缩

脲试剂A,再加双

缩脲试剂B,且双

缩脲试剂B不能过

量加入,否则会生

成Cu(OH)2沉淀,遮

盖反应中产生的

紫色a.制作切片时,切

片要薄且均匀,若

切片较厚会导致

观察不清楚。b.用乙醇洗掉浮色

的过程要快,防止

乙醇将花生种子

中的油脂溶解掉,

导致看不到实验

现象2.实验材料的选择(1)在显色的物质检测实验中最好选择无色或颜色浅的材料,使显色反应明显,易

于观察。(2)不选用甘蔗、甜菜或马铃薯检测还原糖的原因:甘蔗和甜菜所含糖主要为蔗

糖,马铃薯所含糖主要为淀粉,均属于非还原糖,都不宜作为实验材料。(3)油脂的检测实验中,实验材料最好选择花生种子、蚕豆种子、菜豆种子等,不

宜选用芝麻种子,因为芝麻太小,不容易切片。(4)蛋白质的检测实验中,最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆

(需浸泡,便于研磨),动物材料常用稀释的蛋清液。3.还原糖、油脂、蛋白质检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热——还原糖检测,且必须热水浴加热,但不能用酒精灯直接加

热。若不加热,则无红黄色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜——油脂检测。(3)唯一需要指示剂分别加入——蛋白质检测。(4)唯一使用酒精——油脂检测。

典例下列有关生物学实验及研究的叙述,正确的是

(

)A.白萝卜不含糖,不是检测还原糖的理想材料B.检测蛋白质时,在样品中先加入蓝色的双缩脲试剂A,再加入无色的双缩脲试剂

BC.花生种子含油脂多且子叶肥厚,是油脂检测的理想材料D.煮沸后的豆浆,蛋白质已经变性,不能与双缩脲试剂发生显色反应C解析

白萝卜含有还原糖,且颜色为白色,是检测还原糖的理想材料,A错误;检测

蛋白质时,在样品中先加入无色的双缩脲试剂A,再加入蓝色的双缩脲试剂B,B错

误;花生种子中油脂的含量很高,可以用花生种子为实验材料检测生物组织中的

油脂,C正确;煮沸后的豆浆,蛋白质已经变性,但是依然存在肽键,能与双缩脲试剂

发生显色反应,D错误。易错警示双缩脲试剂中真正起作用的是硫酸铜,而氢氧化钠仅仅是为了提供碱性环

境。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,双缩脲试剂能与铜离

子在碱性溶液中发生双缩脲反应。当底物中含有肽键时(多肽),溶液中的铜离子

与多肽配位,络合物呈紫色。生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质的结构,下图可表示多肽和

RNA这两种大分子有机物。4蛋白质和核酸比较问题1多肽、RNA分别用哪一个图表示?原因是什么?提示

图1中有多于四种的基本单位,这些不同的单位可以表示不同种的氨基酸,因此图1可表示多肽;图2中有四种不同的基本单位,它可以表示RNA分子的四种核糖核苷酸。提示

蛋