资源描述
一、组成细胞的元素
1．生物界与非生物界的统一性和差异性
(1)统一性：组成生物体的各种元素在无机自然界中都能找到。
(2)差异性：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量不同。
2．元素的种类和含量
(1)分类依据：依据各种元素的含量不同。
(2)分类
(3)人体细胞含量最多的元素
二、组成细胞的化合物
1．种类
(1)无机化合物：有水和无机盐。
(2)有机化合物：主要有糖类、蛋白质、脂质、核酸等。
2．含量
(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。
(2)占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。
(3)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(连线)
一、组成细胞的元素
1．教材问题分析
分析教材P16[问题探讨]中的组成地壳和组成细胞的部分元素含量表数据，思考并沟通下列问题：
(1)同种元素在生物细胞和地壳中含量是否相同？说明什么问题？
提示：不同。说明生物界与非生物界具有差异性。
(2)依据表中所列元素种类，确认细胞中有其特有的元素吗？这说明白什么问题？
提示：没有。生物界和非生物界具有统一性。
2．推断下列说法是否正确
(1)组成生物体的各种物质都来自于生物有选择地从无机自然界的吸取。(√)
(2)生物界和非生物界的统一性体现在所含化学元素的种类上。(√)
(3)大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。(×)
(4)占细胞干重含量最多的化学元素是C。(√)
二、组成细胞的化合物
1．思考
(1)有机化合物与无机化合物有什么区分？
提示：有机化合物和无机化合物的区分主要在于分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由C、H、O三种元素组成；水是无机化合物，由H、O两种元素组成。但这并不是严格意义上的区分，严格来说，有机化合物是指除了CO2、碳酸及碳酸盐以外的含碳化合物。另外，有机化合物氧化分解可为生命活动供应能量，无机化合物一般不作为能源物质。
(2)细胞处于鲜重和干重时化合物含量有什么变化？
提示：
(3)不同细胞中化合物的含量都一样吗？
提示：不一样。如植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质；禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；花生、芝麻种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多等。
2．推断正误
(1)组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。(×)
(2)无机化合物有水和无机盐，糖类、脂质、蛋白质和核酸是组成细胞的有机化合物。(√)
(3)占细胞鲜重最多的化合物是水。(√)
(4)占细胞干重最多的化合物是脂质。(×)
3．连线
将下列试剂与相应的待测样品及试验结果用线连起来
一、组成生物体的化学元素
1．种类
2．作用
3．特点
二、斐林试剂与双缩脲试剂的比较
斐林试剂
双缩脲试剂
甲液
乙液
A液
B液
成分
0.1g/mLNaOH溶液
0.05 g/mLCuSO4溶液
0.1 g/mLNaOH溶液
0.01 g/mLCuSO4溶液
鉴定物质
还原糖
蛋白质
添加挨次
甲、乙两液等量混合后马上使用
先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀
反应条件
50 ℃～65 ℃温水加热
不需加热，摇匀即可
反应现象
浅蓝色→棕色→砖红色沉淀
浅蓝色→紫色
[特殊提示]
正确使用斐林试剂和双缩脲试剂，关键是要明确鉴定的原理：
(1)斐林试剂甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)与乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)混合后生成Cu(OH)2，然后在水浴加热条件下，还原糖中的醛基(—CHO)将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成
Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。
(2)只有在双缩脲试剂A液(0.1 g/mL NaOH溶液)的强碱环境下，肽键才能与双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液)中的Cu2＋结合成紫色络合物。
由此可见，斐林试剂的实质是现配制的Cu(OH)2，而双缩脲试剂的实质是碱性环境下的CuSO4。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．试验原理
生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。
(1)糖类
(2)脂肪＋
(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色
2．试验流程
(1)还原糖的检测：
(2)淀粉的检测：
(3)脂肪的检测：
(4)蛋白质的检测：
3．留意事项
(1)材料选择、处理的科学性
①应依据需要，选择待测物质含量高的器官或组织，如还原糖的检测用苹果或梨，脂肪的检测用花生种子，蛋白质的检测用蛋清液。
②接受恰当的方法处理材料：还原糖、蛋白质存在于细胞内，要接受裂开细胞的方法将这些物质提取出来用于检测；脂肪的鉴定则要接受切片染色的方法。不同的材料用于不同的试验，应接受不同的方法对材料进行处理。
(2)试验条件把握的适宜性
还原糖的检测需要在盛有50 ℃～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，而蛋白质的鉴定不需要加热。
(3)试剂加入的精确性
斐林试剂宜现配现用。双缩脲试剂应先加入A液，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才简洁与Cu2＋发生颜色反应；后加入B液，只能加入3～4滴，由于若加入过量的B液，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2沉淀，会遮挡 试验中蛋白质反应所产生的紫色，影响观看结果。
(4)显色反应的对比性
检测还原糖、蛋白质、脂肪是利用其与特殊试剂的显色反应来进行鉴定的。做鉴定试验时，在鉴定之前要留取一些组织样液，与显色反应后的颜色作对比，增加说服力。选材时选择颜色较浅的材料，就是为了避开原色对显色反应的遮盖作用。
[例1] 表1是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)。请据图回答下列问题：
表1
O
Si
C
N
H
地壳
48.60
26.30
0.087
0.03
0.76
细胞
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞所特有的，这一事实说明__________________________________________________________。
(2)由表中数据可知，同一元素在地壳和细胞中含量相差甚远，这一事实说明__________。
(3)由表1数据可知，组成细胞的元素中C、H、O含量最多，请据表2分析缘由：
表2
细胞中的
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类和
核酸
质量分
数(%)
85～90
1～1.5
7～10
1～2
1～1.5
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
[研析] 本题依托表格信息，考查组成生物体的化学元素种类及特点，具体分析如下：
[审]——提取信息
信息a：由表1信息可以看出，组成细胞的C、H、O、N、Si等化学元素与组
成地壳的化学元素的种类完全相同，含量上存在明显差异。
信息b：表2数据显示，在组成细胞的无机物中，水的含量最高，占85%～90%。
有机物蛋白质、脂质、糖类等含量占到10%左右。
[联]——联系基础
设问(1)可联系：无机自然界和生物界的化学元素种类相同，说明生物界和非生物
界具有统一性。
设问(2)可联系：同一种元素在地壳和细胞中含量不同，说明生物界和非生物界具
有差异性。
设问(3)可联系：水在细胞中含量最高，由H、O两种元素组成，而组成细胞的蛋
白质、脂质、糖类等都含有C、H、O三种元素，故C、H、O三种元素含量
最多。
[答]——解题规范
设问(1)(2)：答题时应总结诞生物界与非生物界的统一性和差异性，答“地壳和细
胞具有统一性和差异性”不给分。
设问(3)：答题时应明确说明细胞中H2O的含量最多，细胞中有机物的元素组成
都含有C、H、O三种元素。
[答案] (1)生物界和非生物界具有统一性 (2)生物界和非生物界具有差异性 (3)①构成细胞的化合物中含量最多的是水，占85%～90% ②构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素
细胞中元素的记忆方法
(1)大量元素：
谐音记忆“他请杨丹留人盖美家”(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)。
(2)微量元素：谐音记忆 “铁猛碰新木桶”(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。
[例2] 某同学对一待测物质进行如下试验，假设试验步骤均正确，其进行的试验及观看到的现象如表所示。那么他鉴定的物质及试剂A分别是( )
试验
1
2
3
4
检测试剂
双缩脲
试剂
试剂A
苏丹Ⅲ
染液
试剂B
检测结果
淡紫色
无砖红色
沉淀
未观看到
橘黄色
蓝色
A.鸡蛋清 斐林试剂 B．鸡蛋清 碘液
C．劣质奶粉 碘液 D．劣质奶粉 斐林试剂
[解析] 生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测试验原理是：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；还原糖＋斐林试剂 砖红色沉淀；淀粉＋碘液→蓝色；脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。由检测结果推知，鉴定的物质中含有蛋白质和淀粉，因此不行能是鸡蛋清，试剂A是斐林试剂，试剂B是碘液。
[答案] D
[课堂归纳]
[网络构建]
填充：①统一 ②差异 ③C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
④Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 ⑤水 ⑥无机盐
[关键语句]
1．组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2．组成人体细胞的主要元素依次是O、C、H、N、P、S等。
3．组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质。
4．还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。
5．脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)。
6．蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。
1．人体内的微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是( )
A．I、K、O、S B．B、Mo、Fe、Zn、Cu
C．N、H、O、P、C D．Fe、Ca、Cu、Mg、C
解析：选B 观看比较可知，选项A中有O、S、K三种大量元素，选项B中全部都是微量元素，选项C中全部为大量元素，选项D中有C、Mg、Ca三种大量元素。
2. 如图是由4个椭圆所构成的元素概念的关系图，其中④为最大椭圆，③②①依次减小。试推断符合这种关系的是( )
A．①大量元素、②主要元素、③基本元素、④最基本元素
B．①基本元素、②最基本元素、③大量元素、④主要元素
C．①最基本元素、②基本元素、③主要元素、④大量元素
D．①主要元素、②大量元素、③最基本元素、④基本元素
解析：选C 大量元素通常有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N、P、S为主要元素，而C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素。
3．下列物质的溶液能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是 ( )
①葡萄糖 ②淀粉 ③蔗糖
④麦芽糖 ⑤果糖 ⑥纤维素
A．①④⑤ B．②③④
C．①⑤⑥ D．①②④
解析：选A 葡萄糖、麦芽糖、果糖是还原糖，能与斐林试剂在加热(50 ℃～65 ℃)条件下发生反应生成砖红色Cu2O沉淀；淀粉、纤维素和蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂反应。
4．用斐林试剂检测还原糖时，其溶液的颜色变化过程为( )
A．浅蓝色→无色→棕色 B．浅蓝色→棕色→砖红色
C．棕色→浅蓝色→砖红色 D．棕色→砖红色→绿色
解析：选B 试验中，刚加入的斐林试剂中CuSO4和NaOH反应生成Cu(OH)2，呈浅蓝色，随后，还原糖与Cu(OH)2 反应生成Cu2O沉淀，随着Cu2O的渐渐积累，颜色就由棕色(蓝色和砖红色的混合色)变成砖红色。
5．依据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”试验，回答下列问题。
(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成________________________________________________沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在________________________。
(2)在鉴定花生子叶细胞中脂肪的试验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是______________，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是由于_______________________。
(3)鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。其中双缩脲试剂B液的量只有4滴，而不能过量，为什么？________________________________________________________________________。
(4)本试验留意事项：
①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需___________________________________，
使用时再临时混合均匀后用于试验。
②双缩脲试剂的使用，应先加_____________________________________________，
造成碱性环境，再加________________________。
③在还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及________，试管口不要朝向________________________________________________________________________，
以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。
④蛋白质的鉴定样品液浓度不能__________________，以免试验后粘住试管壁，洗不洁净。
解析：本题是对糖类、脂肪、蛋白质的鉴定原理与操作的考查。其中一些细节需要留意，如鉴定蛋白质试验，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液时，要少量，否则双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。
答案：(1)斐林试剂 砖红色 葡萄糖 (2)苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅲ能溶解在酒精中 (3)过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色 (4)①分别配制、储存 ②0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液 ③烧杯底部 试验者或其他人 ④太大
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题3分，共24分)
1．以下对组成细胞的化学元素的叙述，错误的是( )
A．组成细胞的化学元素常见的有20多种
B．组成不同生物体细胞的化学元素种类是大体相同的
C．在同种生物体细胞中，不同化学元素的含量相差很大
D．组成不同生物体细胞的化学元素是完全一样的
解析：选D 组成细胞的化学元素常见的有20多种，各种化学元素都是生物体从外界环境中同化而来的，因此各种生物体细胞中的化学元素种类是大体相同的，但含量是不同的。由于不同生物体生活的具体无机环境有差异，其生命活动方式也不尽相同，所以不同生物细胞中的化学元素是不完全一样的。
2．科学家在利用无土栽培法培育一些贵重的花卉时，培育液中添加了多种必需化学元素，其配方如表所示：
离子
K＋
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
NO
H2PO
SO
Zn2＋
培育液浓度mmol/L
1
1
0.25
1
2
1
0.25
1
其中植物根细胞吸取量最少的离子是( )
A．Ca2＋ B．SO
C．Zn2＋ D．H2PO
解析：选C 因Zn属于微量元素，因此花卉对它的吸取量最少。
3．大海中的水母、海带，沙漠中的仙人掌，陆地上的蜥蜴、小草等生物，都是由细胞组成的。这些生物的细胞中含量最多的化合物、含量最多的有机物分别是( )
A．水 蛋白质 B．糖类 水
C．糖类 蛋白质 D．水 脂质
解析：选A 不论生物生活在什么样的环境中，一般来说，其细胞中鲜重含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质。
4．现供应新配制的斐林试剂甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶液)、蒸馏水，若充分利用这些试剂及必需的试验用具，能鉴别出下列哪些物质( )
①葡萄糖 ②蔗糖 ③胰蛋白酶 ④DNA
A．①和③ B．①和②
C．只有① D．②、③和④
解析：选A 斐林试剂和双缩脲试剂的成分中，都是NaOH溶液和CuSO4溶液，但是两种成分的浓度是不同的，由于题干中供应了蒸馏水，就可以配制不同浓度的溶液，供应了必要的器材，就可以鉴定出葡萄糖和胰蛋白酶两种物质，蔗糖是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，DNA的鉴定需要甲基绿或二苯胺。
5．某些单子叶植物，如菠菜、鸢尾等的叶子内含有大量的还原糖，但这些植物的叶子不宜作鉴定还原糖的试验材料，缘由是( )
A．这些植物的叶片不易磨碎
B．在研磨时糖类易被破坏
C．叶片中的叶绿素颜色较深，会掩盖所发生的颜色反应
D．叶片中光合作用的产物以淀粉的形式存在
解析：选C 鉴定还原糖试验材料的颜色应是白色或无色，而题干中的材料因含有叶绿素，颜色较深，易遮盖所发生的颜色反应。
6．将小麦种子分别置于20 ℃和30 ℃培育箱中培育4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按图所示加入等量的提取液和蒸馏水，55 ℃水浴保温5分钟，马上在3支试管中加入等量的斐林试剂并加热2分钟，摇匀，观看试管中的颜色。结果是( )
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
解析：选D 20 ℃和30 ℃培育条件下相比较，30 ℃时产生淀粉酶量较多，相同条件下淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。
7． 下列有关图示的分析中，不正确的是( )
A．假如该图为组成细胞的化合物，则A中含有的元素为H、O
B．假如该图表示的是组成细胞的化合物，则A是蛋白质
C．如课该图表示的是组成活细胞的元素，则A是氧元素
D．假如该图表示的是活细胞中的元素，则其中Mo的含量很少
解析：选B 由图可知，A含量最高。假如该图表示的是组成细胞的化合物，则A表示水，其组成元素是H、O，A项正确，B项错误。假如该图表示的是活细胞中的元素，则A是氧元素，C项正确。由于Mo是微量元素，所以在细胞中含量很少，D项正确。
8．人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，消化吸取后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本缘由是( )
A．组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
B．在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同
C．组成生物体细胞的基本元素是碳
D．不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量有差异
解析：选B 生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界猎取各种物质来满足自身的需要，不管相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，因此不同生物间可进行物质转换。A、C、D项本身正确，但不符合题干要求。
二、非选择题(共26分)
9．(10分)地球上非生命物质是由百余种元素构成的，生物体内常见的元素约有20多种，试问：
(1)构成生物体的主要元素有_________________________________________。
(2)构成生物体的元素与自然 元素的关系是____________________________。
(3)生物体内的元素和自然 元素的关系说明白_____________________________。
(4)细胞内的各种化学元素主要以________形式构成细胞，它们相互结合，以________、________、________等具体结构形式共同构建细胞。
解析：(1)C、H、O、N、P、S是构成生物体的主要元素。(2)、(3)是生物界与非生物界的关系：组成生物体的化学元素在自然界中都可以找到，这个事实说明生物界与非生物界具有统一性；生物界和非生物界又存在着本质的区分，组成生物体的化学元素，在生物体内和自然界中含量相差很大，即又有差异性。(4)细胞内的各种化学元素主要以化合物的形式存在，各种化合物再构建成细胞膜、细胞质、细胞核等具体结构，最终构建成细胞。
答案：(1)C、H、O、N、P、S等 (2)生物体内的元素没有一种是生物体特有的，都能在无机环境中找到，但各元素在生物体和无机环境中的含量差异很大 (3)生物界与非生物界具有统一性和差异性 (4)化合物 细胞膜 细胞质 细胞核
10．(16分)某校生物爱好小组设计两个试验：
试验1：检测尿液中是否含有葡萄糖。
试验2：证明血液中存在葡萄糖。
试验用品：新取尿液样品、加有柠檬酸钠的鸡血、清水、试管、离心机、三脚架、大烧杯、火柴、酒精灯、石棉网等。回答下列问题：
(1)在试验1过程中还需要一种试剂是________，所依据的试验原理是____________。
(2)写出试验1可能的现象和结论。
①现象________________，结论________________。
②现象________________，结论________________。
(3)试验2比试验1简单，结果不简洁推断，其缘由是_________________________。
(4)写出试验2的试验步骤及观看到的现象。
步骤：①取加有柠檬酸钠的鸡血5 mL，用离心机离心，获得上清液。
②取2 mL上清液，加入____________，并温水浴加热。
现象：____________________________________________________。
解析：(1)检验葡萄糖的存在，可将待测液与斐林试剂温水浴加热，观看是否消灭砖红色沉淀。(2)尿液中可能含有葡萄糖，也可能没有，则对应的试验现象为消灭砖红色沉淀或不消灭砖红色沉淀。(3)证明血液中存在葡萄糖，不能直接把血液与斐林试剂温水浴加热，由于血液为红色，即使消灭砖红色沉淀，也不简洁观看。(4)血液离心后的上清液加入斐林试剂后，需水浴加热，才会消灭砖红色沉淀。
答案：(1)斐林试剂 葡萄糖是还原糖，与斐林试剂在温水浴加热条件下生成砖红色沉淀 (2)①消灭砖红色沉淀 说明尿液中含葡萄糖 ②不消灭砖红色沉淀 说明尿液中无葡萄糖 (3)血液呈红色，若直接用斐林试剂检验还原糖，则产生的颜色反应与血液颜色相近，而尿液的颜色不会干扰显色反应 (4)②斐林试剂1 mL 有砖红色沉淀消灭
一、氨基酸特点及其种类
1．作用
是组成蛋白质的基本单位。
2．结构特点
(1)主要元素组成：C、H、O、N。
(2)结构通式：
①写出字母所代表的结构：a.氨基，b.羧基。
②a和b连接方式的特点是：都连接在同一个碳原子上。
③各种氨基酸之间的区分在于R基不同。
3．种类
(1)分类依据：能否在人体内合成。
(2)
二、蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质的结构层次
2．脱水缩合的过程
3．蛋白质结构多样性的缘由
(1)氨基酸方面
(2)肽链方面
三、蛋白质的功能
1．一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要担当者。
2．蛋白质功能举例：
功能
举例
构成细胞和生物体
羽毛、肌肉、蛛丝、头发等
催化作用
绝大多数的酶
运输作用
血红蛋白(能运输氧气)
信息传递作用
胰岛素等蛋白质类激素
免疫作用
抗体(可抵挡抗原的侵害)
一、氨基酸的结构特点
1．教材问题探讨
观看并分析教材P20[思考与探讨]给出的几种氨基酸结构，结合教材P21图2－3，争辩并沟通下列问题：
(1)“组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”，你对“至少”是怎样理解的？
提示：由于R基上也可能含有氨基或羧基。
(2)推断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些？
提示：构成蛋白质的氨基酸必需具备两个条件：
①至少含有一个氨基和一个羧基；
②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(3)试推断下列有机酸中，哪些是组成生物体内蛋白质的氨基酸？并说出推断理由。
(4)谷氨酸的R基为—C3H5O2，在一个谷氨酸中，碳和氧的原子数分别是多少？
提示：碳和氧的原子数分别是5和4。
2．推断下列说法是否正确
(1)组成蛋白质的基本单位是氨基酸。(√)
(2)全部氨基酸都能合成生物蛋白质。(×)
(3)组成生物蛋白质的氨基酸只含有一个氨基和一个羧基。(×)
二、蛋白质的结构
1．教材问题探讨分析
阅读教材P22内容并认真观看分析图2－5，沟通并回答下列问题：
(1)假如把一个氨基酸比作一个同学，四个同学手牵手形成的3个“手结”就相当于肽键，如图所示：，那么10个氨基酸(同学)形成一条肽链时，脱掉几个水分子？假如是n个氨基酸形成m条肽链呢？
提示：9个。n个氨基酸形成一条肽链时脱掉的水分子数是n－1；形成m条肽链时，脱掉的水分子数是n－m。
(2)若20个氨基酸(同学)脱水缩合形成的是环状多肽(即首尾的两个同学手牵手形成环状)，试争辩此时氨基酸数与肽键数之间的数量关系。
提示：环状多肽相当于肽链数为0，则此时氨基酸数＝肽键数。
(3)若两个氨基酸的相对分子质量分别为a、b，则由这两个氨基酸形成的二肽其相对分子质量是多少？试总结蛋白质相对分子质量的计算公式。
提示：①每形成一个肽键，即脱去一分子水，则相对分子质量削减18，二肽是由两个氨基酸分子脱去一个水分子形成的，相对分子质量为(a＋b－18)。
②蛋白质的相对分子质量等于氨基酸相对分子质量总和减去失去的水分子的相对分子质量总和。
2．推断下列说法是否正确
(1)脱水缩合发生在相邻氨基酸的氨基和羧基之间，水中的H来自羧基和氨基，O来自羧基。(√)
(2)氨基酸脱水缩合过程中形成的肽键数目与失去的水分子数相等。(√)
(3)蛋白质的相对分子质量等于组成该蛋白质的全部氨基酸相对分子质量之和。(×)
(4)氨基酸脱水缩合形成蛋白质时，N原子数目缩合前后不变。(√)
三、蛋白质结构及功能的多样性
1．问题分析
蛋白质的结构具有多样性，据下列图示，试分析并说明造成其多样性的缘由(图示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽键)。
(1)图示1：A链：—□—□—□—□—□—□—
B链：—○—○—○—○—○—○—
提示：氨基酸种类的不同。
(2)图示2：A链：—□—□—□—□—□—
B链：—□—□—□—□—
提示：氨基酸数目的不同。
(3)图示3：A链：—□—○—○—□—○—
B链：—○—□—○—□—○—
提示：氨基酸排列挨次的不同。
(4)图示4：
提示：肽链空间结构的不同。
2．推断下列说法是否正确
(1)蛋白质结构的多样性只打算于氨基酸的数目和种类。(×)
(2)蛋白质分子结构的多样性打算其功能的多样性。(√)
一、蛋白质的结构层次
二、蛋白质合成过程中的相关计算
1．相关公式：
(1)蛋白质中的肽键数＝缩合产生的水分子数＝水解所需要的水分子数＝氨基酸数－肽链数。
(2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸分子数×氨基酸平均相对分子质量－18×脱去的水分子数。
2．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，则：
形成肽链数
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
n－1
n－1
至少1个
至少1个
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
至少m个
至少m个
na－18(n－m)
[特殊提示]
肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律
(1)在一条肽链主链的两端分别是：—COOH和—NH2，侧链R基中—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。
(2)对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。
[例1] 下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中的能够构成蛋白质的每个氨基酸缩合成多肽，请回答下列问题：
(1)该多肽由________个氨基酸缩合而成，内含_____________________________个肽键，叫________肽。
(2)该多肽中R基共有____种，④的R基是________。
(3)该多肽中共有________个氨基和________个羧基。
(4)该多肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比，削减了________。
[解析] (1)依据构成蛋白质氨基酸结构的共同特点，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，将6种物质中属于构成蛋白质氨基酸的选出来，其中②⑥不属于。将①③④⑤缩合形成四肽化合物。(2)依据氨基酸的结构通式，可知①的R基为—H，③的R基为—CH2—COOH，④的R基为—CH2OH，⑤的R基为—(CH2)4—NH2，因R基不参与脱水缩合，故形成的肽链中R基为4种。(3)据(2)分析R基中含有氨基的是⑤，含有羧基的是③，因R基不参与脱水缩合，故该肽链中氨基和羧基数量都为2。(4)该四肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比削减了54(4个氨基酸失去三分子水形成四肽)。
[答案] (1)4 3 四 (2)4 —CH2OH (3)2 2 (4)54
1．“一查二看法”推断氨基酸
(1)“一查”：是否有氨基和羧基。
(2)“二看”：看是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸。
2．蛋白质形成过程中各元素的变化总结
(1)氨基酸形成蛋白质的过程中，变化的元素：H、O，在此过程中脱去H2O而削减，还有一部分H因形成二硫键而削减。
(2)不变的元素：C、N、S。
[例2] 朊病毒蛋白(PrP)有两种：一种是PrPc，一种是PrPsc。PrP，：
朊病毒蛋白
项目
PrPc
PrPsc
空间结构
螺旋为主
折叠为主
溶解度
高
低
致病性
不致病
致病
上述两种蛋白质是( )
A．构成蛋白质的氨基酸的排列挨次不同
B．溶解度不同
C．空间结构不同
D．构成蛋白质的氨基酸的数目不同
[研析] 本题以新材料为背景，考查蛋白质结构多样性的缘由。解题过程如下：
[审]——提取信息
信息a：PrPsc是由PrPc转变形成的——推断两种蛋白质的肽链的氨基酸排列挨次
和数目相同。
信息b：PrPsc与PrPc的空间结构不同、溶解度不同、致病状况不同——即两种蛋
白质性质不同，由此确定两种蛋白质表现不同性质的直接缘由是其空间结构
不同。
信息c：表现出不同性质的直接缘由——即两种蛋白质表现出结构和功能多样性的
缘由，而不是根本缘由。
[析]——解读信息
解读a：蛋白质结构多样性的根本缘由是把握蛋白质基因的核苷酸排列挨次不同。
解读b、c：蛋白质结构多样性的直接缘由是氨基酸的种类、数目、排列挨次及肽
链的空间结构不同。
[答案] C
[课堂归纳]
[网络构建]
④功能 ⑤免疫 ⑥信息传递 ⑦种类 ⑧排列挨次 ⑨空间结构
[关键语句]
1．氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
2．氨基酸的结构通式为H
3．每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
4．蛋白质中含有C、H、O、N等元素。
5．蛋白质多样性的缘由：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列挨次不同及肽链形成的空间结构不同。
6．蛋白质的功能：组成细胞和生物体、催化、运输、调整和免疫等。
1．蚕丝被贴身温存、轻快透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述，正确的是( )
A．它的基本组成单位的通式为－CO－NH－
B．它的形成过程中没有水产生
C．蚕丝的基本组成单位是氨基酸
D．它肯定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe
解析：选C 蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的，蚕丝蛋白中不肯定含有P、Fe元素。
2．甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，它的分子式是( )
A．C5H11O2NS B．C3H7S
C．C4H11O2S D．C5H10O2N
3．如图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析不正确的是( )
A．这条肽链中的肽键数是2个
B．构成肽链的氨基酸数目是2个
C．合成蛋白质的生理过程称脱水缩合
D．在合成该肽链时形成2个水分子
解析：选B 依据图示结构可知，该肽链中含有肽键(—NH—CO—)两个，说明该多肽是由三个氨基酸脱水缩合形成的，在此过程中形成了2分子水。
4．蛋白质是细胞内的重要物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列关于蛋白质类物质与其功能的对应正确的是( )
A．胰岛素与调整
B．抗体与催化
C．唾液淀粉酶与催化蛋白质消化
D．血红蛋白与免疫
解析：选A 胰岛素是蛋白质类激素，对生命活动具调整作用；抗体能与特异性的病毒结合并毁灭它们，属于免疫功能；唾液淀粉酶具有消化淀粉作用，不能催化蛋白质水解；血红蛋白存在于成熟的红细胞中，主要运输氧气。
5．在同一草场，牛和羊吃同样的草料，但牛肉和羊肉的味道却不同，这是由于( )
A．同种植物对不同生物的影响不同
B．牛和羊的消化力量不同
C．牛和羊的蛋白质结构存在差异
D．牛和羊的亲缘关系比较远
解析：选C 不同生物体由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有所差异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但蛋白质经消化后形成的氨基酸，在不同生物体内合成的蛋白质结构不同。
6．图甲是某物质的结构通式，据图回答问题：
乙
(1)此类物质通称为________，它是构成________的基本
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