第2章细胞组成的分子.ppt

第,2,章 细胞组成的分子,第一讲 细胞中的元素和化全物 细胞中的无机物,第二讲 生命活动的主要承担者,蛋白质,第三讲遗传信息的携带者,核酸细胞中的糖类,和脂质,1,大量元素、微量元素都是生物必需的,元素，对于维持生物体生命活动都起,着非常重要的作用。,2,占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占,细胞干重含量最多的元素是碳。,3,占细胞鲜重最多的化合物是水，占细,胞干重最多的化合物是蛋白质。,4,活细胞中自由水,/,结合水的比值高低能反映该细胞的代谢水平。,5,生物体的一切生命活动都离不开水。,6,活细胞中的各种化合物的含量和比例都处在不断变化中，但,又保持相对的稳定。,一、组成细胞的元素和化合物,1,组成细胞的元素,(1),大量元素：,等。,(2),微量元素：,等。,(3),来源：生物体有选择地从,中获得。,(4),存在：大多以,的形式存在。,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,、,K,、,Ca,、,Mg,Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu,无机自然界,化合物,2,组成细胞的化合物,水、无机盐,糖类、脂质,水,蛋白质,蛋白质,二、生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的检测,连线,想一想,斐林试剂和双缩脲试剂在使用方法上有什么不同？,提示：,斐林试剂的甲液和乙液等量混合，现用现配，加入到组织样液中后需水浴加热；双缩脲试剂使用时，先加入,A,液后再滴入,B,液，加入组织样液后不需加热。,三水和无机盐的作用,1,水,(1),写出,A,、,B,、,C,、,D,反映出的以上两种水的功能：,A,组成,；,B,提供细胞生活的,环境；,C,作为,，参与反应；,D,有利于,。,细胞结构,液体,反应物,物质运输,(2),自由水与结合水的转换：一定限度内，温度升高,后，,可转换为,，自由水与结合水的比例会,，新陈代谢会,。,想一想,生物体的水都存在于细胞内吗？,提示：,不一定，在细胞间隙也存在大量水分，如动物体内的组织液。,结合水,自由水,升高,增强,2,无机盐,(1),在细胞中的存在形式：主要是,。,离子,叶绿素,血红蛋白,生命活动,知识体系构建,统一,差异,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,、,K,、,Ca,、,Mg,Fe,、,Mn,、,B,、,Zn,、,Mo,、,Cu,水,无机盐,组成细胞的元素和化合物,(1),(2012,江苏卷,T1A),细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。,(),(2),(2009,上海卷,T1C),脱氧核糖只含有,C,、,H,、,O,三种元素。,(),(3),(2012,海南卷,T7B),植物细胞中含量最多的四种元素是,C,、,H,、,O,和,N,。,(),(4),(2012,江苏卷,T1B),细胞中脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。,(),(5),(2010,江苏卷,T1B),组成,DNA,与,ATP,的元素种类不同。,(),(6),(2009,上海卷,T1D),只含有,C,、,H,、,O,三种元素的有机化合物是磷脂。,(),1,细胞中化合物含量之最,细胞内含量最多的化合物,水,细胞内含量最多的无机化合物,占细胞鲜重含量最多的化合物,占细胞鲜重,50%,以上的化合物,细胞内含量仅次于水的化合物,蛋白质,细胞内含量最多的有机化合物,占细胞干重含量最多的化合物,占细胞干重,50%,以上的化合物,2.,细胞内有机分子的元素组成、单体构成与合成场所,种类,元素组成,构成单体,合成场所,多糖,仅含,C,、,H,、,O,葡萄糖等单糖,内质网、高尔基体,(,纤维素,),脂质,脂肪和固醇：,C,、,H,、,O,磷脂：,C,、,H,、,O,、N),、,P,甘油、脂肪酸,内质网,蛋白质,C,、,H,、,O,、,N,氨基酸,核糖体,核酸,C,、,H,、,O,、,N,、,P,DNA,：脱氧核苷酸,RNA,：核糖核苷酸,主要在细胞核,高考地位,本考点知识简单，一般单独命题考查频率较低，常在单科卷中以专题综合形式进行综合命题,命题角度,(1),结合特殊或常见化合物考查化学元素组成，如典,例,1,；,(2),运用图示作为信息载体，对组成细胞的化学元素,含量进行考查，如典例,2,。,典例,1,下列化合物中，含有相同元素的一组是,(,),A,纤维素和生长激素,B,脂肪酸和磷脂,C,三磷酸腺苷和核糖核酸,D,胆固醇和血红蛋白,解析,纤维素属于多糖，仅由,C,、,H,、,O,三种元素组成；而生长激素的化学本质是蛋白质，由,C,、,H,、,O,、,N,等元素组成。脂肪酸、胆固醇属于脂质，由,C,、,H,、,O,三种元素组成，而血红蛋白由,C,、,H,、,O,、,N,、,Fe,等化学元素组成；三磷酸腺苷和核糖核酸，均由,C,、,H,、,O,、,N,、,P,五种元素组成。,答案,C,某些复杂化合物中的无机盐成分,A,若图,1,表示正常细胞，则甲、乙两化合物共有的元素中含量最多的是,a,B,若图,1,表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则甲化合物中含量最多的元素为图,2,中的,b,C,图,2,中含量最多的元素是,c,，这与细胞中含量最多的化合物有关,D,若图,1,表示正常细胞，则乙化合物具有多样性，其必含,的元素为,C,、,H,、,O,、,N,解析,本题考查细胞中的元素与化合物的种类及含量。从图,2,有活性的细胞中元素含量相对值分析，,a,代表,O,，,b,代表,C,。若图,1,表示正常细胞，则甲表示,H2O,，乙表示蛋白质，二者共有的元素在细胞中含量最多的是,O,，故,A,正确；若图,1,表示完全脱水后的细胞，则甲为蛋白质，蛋白质中含量最多的元素为,C,，故,B,正确；图,2,细胞中含量最多元素是,a,而不是,c,，故,C,错误；若图,1,表示正常细胞，乙化合物表示蛋白质，其具有多样性，必含的元素为,C,、,H,、,O,、,N故,D,正确。,答案,C,(1),(2012,海南卷,T7C),植物根系通过主动运输吸收无机离子需要,ATP,。,(),(2),(2011,上海卷,T9A),生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，其液泡内贮存大量的,Na,，而促进细胞吸收水分，说明,Na,参与调节渗透压。,(),细胞中的无机盐,1,细胞中水与其代谢的关系,2,细胞中产生水的结构及代谢过程,结构,代谢过程,叶绿体基质,光合作用暗反应阶段,线粒体,有氧呼吸第三阶段,核糖体,氨基酸脱水缩合生成多肽,高尔基体,植物细胞纤维素的合成,细胞核,DNA,复制、转录,命题分析,高考地位,本考点知识较简单，但与细胞代谢联系密切，常常进行综合命题考查,命题角度,(1),联系对太空生命探究热点材料，考查水的,生理作用，典例,3,；,(2),以图表曲线为信息载体，对生物体内水、,无机盐变化规律进行考查，如典例,4,。,典例,3,2012,年,8,月,5,日美国宇航局的,“,好奇,”,号火星车已安全着陆火星表面，之后它将全方位展开行动，钻探并分析火星土壤进行研究，寻找过去或现在水的线索，并确定火星是否曾有过可以支撑生命生存的环境条件。下列有关水的叙述，不正确的是,(,),A,各种生物体的一切生命活动都离不开水,B,生存在严重干旱环境中的生物生命活动不需要水,C,水是细胞内良好溶剂，又是生物体内物质运输的介质,D,水参与生物体内多种代谢活动,解析,水在生物细胞内以自由水和结合水两种形式存在，自由水是细胞内的良好溶剂，许多生物化学反应也都需要水参与，多细胞生物体的组织细胞浸润在以水为基础的液体环境中。生物体内物质的运输也是依靠水完成的，因此各种生物体的一切生命活动都离不开水，生存在严重干旱环境中的生物，其生命活动也离不开水。,答案,B,典例,4,结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是,(,),A,曲线,可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线,B,曲线,可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化,C,曲线,可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化,D,曲线,可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化,解析,C,项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐相对含量逐渐增多，因此,C,项是错误的。,A,、,D,项是正确的，随着年龄增加，新陈代谢减慢，自由水,/,结合水的比值下降。,B,项中自由水,/,结合水的比值增加，会导致细胞呼吸速率加快。,答案,C,水的存在形式决定着相关生理活动,(1),细胞内自由水,/,结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。,(2),秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物提高抗寒性。,二、实验步骤,(1),还原糖的检测：,(2),脂肪的检测：,方法一：花生种子匀浆,3,滴苏丹,染液,橘黄色,方法二：,(3),蛋白质的检测：,三、易误点拨,斐林试剂与双缩脲试剂的,“,四个不同,”,高考实验对接,生物体内的各种化学元素都是从无机自然界有选择地吸收而来，各种化学元素在生物体内的作用不同，有些化学元素是生物必需的，有些化学元素不是生物所必需的，可通过设计探究实验而确定。,典例,探究钾是否属于植物生长发育所必需的元素。,(1),实验思路：利用缺素培养液和完全培养液的培养作对照并得出结论。,(2),实验步骤：,培养液的配制：,_,。,取材：选取,_,两组植物。,培养：将两组植物分别培养在盛有上述两种培养液的容器中，培养条件要,_,。,观察：,_,。,(3),预测可能的结果及结论。如下表：,缺素培养液,完全培养液,结论,生长,正常,正常,状况,异常,正常,_,。,_,。,解析,该题重点考查实验设计的对照原则和单一变量原则。运用完全培养液和缺钾培养液分别培养植物，前者为对照组，后者为实验组。取长势相同的植株，在适宜且相同的条件下培养，排除无关变量的干扰。若植物对这种元素的需要是必需的，缺乏时，植物就会出现特殊的缺乏症状，只有满足植物对这种元素需求，症状才会消除。,答案,(2),配制完全培养液和缺钾培养液,长势相同的,相同且适宜,两组植物的生长状况,(3),钾不是植物生长发育所必需的元素,钾是植物生长发育所必需的元素,技法归纳,确定植物必需元素的实验方法,(1),对照组：正常植物完全培养液,生长正常,(2),实验组：正常植物只缺,X,完全培养液,a,若生长正常则,X,不是必需元素,b,若出现病症则,X,是必需元素,(3),在实验组中还可设置二次对照，即在出现病症后，再加入含,X,的培养液，植物恢复正常生长，以形成前后对照。,高考随堂体验,一、选择题,(,每小题,5,分，共,60,分,),1,(2012,江苏高考,),下列关于细胞中化学元素的叙述，正确,的是,(,),A,细胞中一种元素的作用能被其他元素替代,B,细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素,C,主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳,定,D,细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要,解析：细胞中不同元素的功能不尽相同，不能相互替代；脱氧核苷酸的组成元素是,C,、,H,、,O,、,N,、,P,，而脂肪酸的组成元素是,C,、,H,、,O,；因为主动运输能主动选择吸收细胞需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以主动运输有助于维持细胞内元素组成的相对稳定；微量元素含量虽少，但对于细胞的生命活动却是必不可少的。,答案：,C,2,(2012,海南高考,),关于植物细胞中元素的叙述，错误的,是,(,),A,番茄和水稻根系吸收,Si,元素的量相等,B,细胞中含量最多的四种元素是,C,、,O,、,H,和,N,C,植物根系通过主动运输吸收无机离子需要,ATP,D,与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供,N,元素,解析：不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收量不同；细胞中含量最多的元素为,C,、,O,、,H,、,N,；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗,ATP,；豆科植物和根瘤菌为共生关系，根瘤菌具有固氮作用，可为豆科植物提供,N,元素。,答案：,A,3,(2012,江苏高考,),下表中有关人体细胞化合物的各项内,容，正确的是,(,),编号,化合物,实验检测,组成单位,主要功能,检测试剂,颜色反应,脂肪,苏丹,染液,橘黄色,脂肪酸,储存能量,糖原,斐林试剂,砖红色,葡萄糖,提供能量,蛋白质,双缩脲试剂,紫色,氨基酸,承担生命活动,核酸,甲基绿染液,绿色,核苷酸,携带遗传信息A,B,C,D,解析：,中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸；,中糖原为非还原糖，不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀；,中蛋白质是生物体生命活动的主要承担者，其基本组成单位是氨基酸，可与双缩脲试剂发生紫色反应；,中核酸包括,DNA,和,RNA,，,DNA,可被甲基绿染液染成绿色，而,RNA,可被吡罗红染液染成红色，人体细胞中携带遗传信息的是,DNA,。,答案：,C,4,(2012,广东高考,),分析下表，可推测,(,),溶液,双缩脲试剂,碘液,斐林试剂,甲,乙,甲、乙混合,注：,“,”,显色，,“,”,显色更深；,“,”,不显色。,A,甲溶液含有淀粉,B,乙溶液含有还原糖,C,混合溶液不含淀粉,D,混合溶液含有淀粉酶,解析：蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，淀粉遇碘变蓝色，斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。根据溶液甲中的颜色变化可知其含有蛋白质；根据乙溶液中的颜色变化可知其含有淀粉；据甲、乙混合后的颜色反应可知，两溶液中的物质发生反应产生了还原糖，故混合溶液中应含有淀粉酶。,答案：,D,5,(2012,上海高考,),下列食物营养成分与鉴定试剂及显色,反应之间的对应关系中，错误的是,(,),A,淀粉：碘液，蓝紫色,B,还原糖：班氏试剂，红黄色,C,脂肪：苏丹,染液，橘红色,D,蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色,解析：淀粉遇碘液呈蓝紫色，还原糖遇班氏试剂呈红黄色，脂肪可被苏丹,染液染成橘红色，而蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。,答案：,D,6,(2011,新课标全国卷,),下表中根据实验目的，所选用的,试剂与预期的实验结果正确的是,(,),实验目的,试剂,预期的实验结果,A.,观察根尖分生组织细胞的有丝分裂,醋酸洋红,染色体被染成紫红色,B.,检测植物组织中的脂肪,双缩脲试剂,脂肪颗粒被染成红色,C.,检测植物组织中的葡萄糖,甲基绿,葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀,D.,观察,DNA,和,RNA,在细胞中的分布,斐林试剂吡罗红,斐林试剂将,DNA,染成绿色，吡罗红将,RNA,染成红色,解析：在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，是用碱性染料如龙胆紫染液或醋酸洋红溶液进行染色使细胞核中染色体着色，醋酸洋红液使染色体被染成紫红色。脂肪的检测试剂为苏丹,染液或苏丹,染液，双缩脲试剂是用来检测蛋白质的；植物组织中的葡萄糖属于还原糖，可用斐林试剂进行检测，出现砖红色的沉淀；观察,DNA,和,RNA,在细胞中的分布，应使用甲基绿和吡罗红混合染色剂。,答案：,A,7,(2011,江苏高考,),研究发现，砷,(As),可以富集在植物体内，转,化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加,P(,与,As,原子结构相似,),处理后水稻茎叶和根中,P,含量增加、,As,含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象合理的解释是,(,多选,)(,),A,As,在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定,B,As,进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代,谢,C,P,影响,As,的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关,D,P,是构成磷脂、核酸和,ATP,的重要元素，能促进水稻,生长发育,解析：,As,在水稻细胞内富集，是由细胞膜的功能特点决定的；,As,可能是有关酶的抑制剂，与酶结合后使酶的构象发生改变，使酶丧失活性，从而影响细胞的代谢；,P,与,As,以主动运输方式被吸收时，载体的种类相同，而,P,更易与载体结合，从而抑制植物对,As,的吸收；磷脂、核酸和,ATP,中都含,P,，而这 些化合物是水稻正常生长发育所必需的，可见,P,能促进水稻的生长发育。,答案BCD,8,(2009,江苏高考,),下列有关实验及显色结果的叙述，错误的,有,(,多选,)(,),A,水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红,色沉淀,B,沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝,色,C,常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色,D,常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色,解析：斐林试剂是检验还原糖的试剂，蔗糖属于非还原糖，不能在水浴条件下与斐林试剂产生砖红色沉淀；二苯胺检测的物质是,DNA,，脱氧核苷酸是,DNA,的基本组成单位，不能用二苯胺进行检测；脱氧核糖核酸,(DNA),与甲基绿作用呈绿色。,答案：,ABD,“,课时达标检测,”,见,“,限时集训（二）,”,1,各种氨基酸理化性质不同的原因在于,R,基不同。,2,评价蛋白质食品营养价值的主要依据,是必需氨基酸的种类和含量。,3,判断是否是构成生物体的氨基酸的依,据是氨基酸的结构特点，即至少含有,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,蛋白质具有多样性的根本原因是,DNA,多样性。,5,高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋白质分子的空间结,构变得伸展、松散、易被蛋白酶水解。,一、氨基酸及其种类,(1),写出图中结构名称：,a,；,c.,。,(2),通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：,(3),根据写出的氨基酸结构通式归纳其结构特点：,。,(4)不同的氨基酸取决于,R,基的不同，图中两种氨基酸的,R,基分别是,(,填字母,),。,氨基,羧基,至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一,个羧基连在同一个碳原子上,b,、,d,想一想,从氨基酸共有部分分析组成蛋白质的元素至少含有哪些？若含有其他元素如,Fe,、,S,等，则位于哪些结构上？,提示：,至少含有,C,、,H,、,O,、,N,。,Fe,、,S,等其他元素一定位于,R,基上。,二、蛋白质的结构及其多样性,1,二肽的形成,(1),过程,名称：,；场所：,。,(2),物质,：,。,(3),结构,：,，其结构简式为：,。,(4)H,2,O,中,H,的来源：,。,(5),多个氨基酸发生该反应，产物名称为,。,脱水缩合,核糖体,二肽,肽键,羧基和氨基,多肽,2,蛋白质多样性的原因,(1),组成蛋白质的氨基酸的,、,、,不同。,(2),组成蛋白质的多肽链形成的,不同。,想一想,根据氨基酸形成多肽的过程分析，一条肽链中有无游离的氨基和羧基？有多少？存在于哪些部位？,提示：,有。至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。分别位于肽链的两端，多余的氨基和羧基位于,R,基上。,种类,数目,排列顺序,空间结构,三、蛋白质的功能,连线,知识体系构建,蛋白质的结构和功能,(1),(2012,海南卷,T1D),不同氨基酸之间差异是由,R,基引起的。,(),(2),(2012,上海卷,T6D),生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致氨基酸分解为氨基和碳链化合物。,(),(3),(2012,海南卷,T1B),生物体内组成蛋白质的氨基酸中有些氨基酸不能在人体细胞内合成。,(),(4),(2012,海南卷,T2B),盐析作用下析出的蛋白质发生了变性。,(),(5),(2012,海南卷,T1C),氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。,(),(6),(2012,北京卷,T4C),胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。,(),(7),(2009,福建卷,T4A),蛋白质的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。,(),1,蛋白质的结构层次及其多样性,元素：,C,、,H,、,ON(,有的还含有,Fe,、,S,等元素,),组成,氨基酸,特点分析,举例,至少有一个,NH,2,和一个,COOH,，,R,基中也可能含有,NH,2,和,COOH,R,基中含,COOH,：,R,基中含,NH,2,：,都有一个,NH,2,和一个,COOH,连接在同一个碳原子上,反例：,非生物体内氨基酸,脱水缩合,决定,多肽,盘曲,折叠,蛋白质,2,三个角度分析蛋白质多样性的原因,分析角度,蛋白质多样性的原因,蛋白质本身,氨基酸的数量、种类、排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构,结构多样性,功能多样性,遗传物质,千变万化的碱基对排列顺序,遗传信息的多样性,蛋白质的多样性,生物进化,千变万化的环境条件,通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质,个体的多样性和蛋白质的多样性,关键一点,高考地位,本考点知识与细胞代谢、遗传等知识联系密切，是高考高频考点之一，常以综合性选择题的形式考查,命题角度,(1),以选择题形式直接考查对蛋白质结构与功能的理,解进行考查，如典例,1,；,(2),以新情景材料的形式对蛋白质结构和功能进行考,查，如典例,2,。,典例,1,下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是,(,),A,各种蛋白质的基本连接键都是肽键,B,各种蛋白质的基本组成单位都是氨基酸,C,氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能,D,细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的信息传递,解析,各种蛋白质都是以氨基酸为基本组成单位，氨基酸之间通过肽键连接。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列次序及蛋白质的空间结构决定了蛋白质的功能。不同的蛋白质承担着不同的生物学功能，如细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的信息传递。,答案,C,典例,2,(2013,皖南八校联考,),日本的研究人员发现了一种与精神分裂症发病有关的被称之为,“,Dysbindin,1”,的蛋白质，该蛋白质存在于脑神经细胞的,“,突触,”,中。如果减少这种蛋白质的含量，在,“,突触,”,中接受信息的组织就无法正常发育，从而导致精神分裂症。反之，如果补充这种蛋白质，有关组织的机能得到恢复。有关,“,Dysbindin,1”,蛋白质的说法，错误的是,(,),A,“,Dysbindin,1”,的基本组成单位是氨基酸,B,脑神经细胞间的信息传递必须经过,“,突触,”,C,一切生命活动都离不开这种蛋白质,D,该发现为治疗精神分裂症提供了理论基础,解析：由题干信息知，该物质为蛋白质，其基本组成单位为氨基酸；神经细胞间的信息传递通过突触进行；从,“,Dysbindin,1”,蛋白质的作用机理可知，适量补充该物质可达到治疗精神分裂症的目的；一切生命活动离不开蛋白质，而不是专指,“,这种,”,蛋白质。,答案,C,(1),(2010,江苏卷,T3A),由,129,个氨基酸脱水缩合形成的蛋白酶结构中至少含有,129,个氨基和,129,个羧基。,()2),(2008,上海卷,T15),现有,800,个氨基酸，其中氨基总数为,810,个，羧基总数为,808,个，这些氨基酸脱水缩合形成含有,2,条肽链的蛋白质中共有,798,个肽键、,2,个氨基和,2,个羧基。,(),(3),(2009,上海卷,T15),m,条肽链、,n,个氨基酸组成的蛋白质中至少有,n,2,m,个氧原子。,(),蛋白质合成过程中相关计算,1,氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系,2,相关计算,(1),脱水数肽键数氨基酸数肽链数。,(2),氨基数肽链数,R,基上的氨基数各氨基酸中氨基的总数肽键数。,(3),羧基数肽链数,R,基上的羧基数各氨基酸中羧基的总数肽键数。,(4),蛋白质相对分子质量各氨基酸平均相对分子质量,氨基酸数,18,脱水数。,(5)N,原子数肽键数肽链数,R,基上的,N,原子数各氨基酸中,N,原子的总数。,(6)O,原子数肽键数,2,肽链数,R,基上的,O,原子数各氨基酸中,O,原子的总数脱水数。,(7)H,原子数各氨基酸中,H,原子的总数,2,脱水数。,(8),假设氨基酸平均相对分子质量为,a,，由,n,个氨基酸形成,1,条肽链或,m,条肽链。,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,),关键一点,有关蛋白质合成过程中计算的注意问题,(1),氨基酸与相应,DNA,、,RNA,片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词,“,最多,”,、,“,至少,”,时，不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数。,(2),计算,O,和,H,的数量变化时，不要漏掉增加,H,2,O,中,O,、,H,数值。,(3),环状肽中肽键数目与氨基酸数目相同。,高考地位,本考点知识理解难度大，需要有严密逻辑思维和计算能力，是高考命题中热点之一,命题角度,(1),以具体的某多肽为背景，考查其合成过程中肽键、,氨基、羧基及各种原子数目的变化，如典例,3,；,(2),利用图示为信息载体，考查蛋白质,多肽,),水解过程,中相关结构、原子数目变化及逆向思维能力，如典,例,4,。,典例,3,(2013,长沙模拟,),某多肽，经测定其分子式是,C,21,H,x,O,y,N,4,S,2,(,无二硫键,),。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸,(C,9,H,11,O,2,N),，天冬氨酸,(C,4,H,7,O,4,N),、亮氨酸,(C,6,H,13,O,2,N),、丙氨酸,(C,3,H,7,O,2,N),、半胱氨酸,(C,3,H,7,O,2,NS),，下列有关叙述不正确的是,(,),A,该多肽水解后形成,3,种氨基酸,B,该多肽中氢原子数和氧原子数分别为,32,和,5,C,该多肽中有,3,个肽键,D,该多肽中不止,1,个羧基,解析,依据分子式中,N,为,4,个，并分析提供的氨基酸种类，可得出其由,4,个氨基酸组成，为四肽，存在,3,个肽键；再分析,S,的数目为,2,个，可得出,4,个氨基酸中有,2,个是半胱氨酸,(C,3,H,7,O,2,NS),；再结合,C,原子数目为,21,个，减去,6,个,C,原子,(2,个是半胱氨酸,),，剩余,15,个,C,原子，可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中,H,原子数和,O,原子数分别是,32,和,5,。由于不含天冬氨酸，所以只有一个羧基。,答案,D,典例,4,某三十九肽中共有丙氨,酸,4,个，现去掉其中的丙氨酸得到,4,条,长短不等的肽链,(,如右图,),，下列有关,叙述，错误的是,(,),A,肽键数目减少了,7,个,B,4,条肽链能重新连接，从而形成三十九肽,C,4,条肽链若重新连接成一条长链将脱去,3,个水分子,D,如果新生的,4,条肽链总共有,5,个羧基，那么其中必有一个羧基在,R,基上,解析,本题主要考查氨基酸的脱水缩合及相关计算。根据题意可知，三十九肽中含有,38,个肽键，去掉三十九肽中的,4,个丙氨酸后，形成由,35,个氨基酸构成的,4,条肽链，故肽键数目为,35,4,31(,个,),，比原来减少,7,个，故,A,正确；如果将,4,条肽链重新连接，形成的物质为三十五肽，而不是三十九肽，故,B,错误；,4,条肽链若重新连接成一条链，脱掉的水分子数为,3,，故,C,正确；每条肽链的末端只有,1,个羧基，新生的,4,条肽链共有,5,个羧基，说明有一个羧基位于,R,基上，故,D,正确。,答案,B,蛋白质水解中相关计算,(1),蛋白质彻底水解，产物为氨基酸。,计算时可参照脱水过程，可简单理解为脱水缩合的,“,逆过程,”,即加入水分子数氨基酸数肽链数。,(2),不彻底水解产物为几段短肽。,如典例,2,中去掉,4,个丙氨酸，得到不同长短的多肽。,去除的氨基酸位于肽链中间，需断开,2,个肽键增加,2,分子水，若位于肽链一端则只需断开一个肽键，增加,1,分子水。,1,概念和特点,(1)概念：指实验者针对已知的生物学事实而进行的以验证生物学事实、巩固和加强有关知识、培养实验操作技能为目的的印证性和体验性实验。,(2),特点：,验证研究对象的已知属性、特征及与其他因素的关系。,由于实验原理、结论是已知的，因此不存在实验假设。,实验目的、结果、结论三者是一致的、统一的。,实验的操作步骤可以是曾经做过的，也可以是未曾做过的。,2,设计思路,(1),根据验证的目的，运用所学的知识或题目所提供的信息找出完成实验的依据，即实验原理。,(2),从题目所给的实验材料、用具、药品中寻找实验的设计思路，明确具体的设计方案。,(3),依据实验目的、实验原理确定实验变量，弄清自变量如何操作，因变量如何检测，无关变量如何控制。,(4),依据对变量的分析，合理设置对照，以实现对单一变量的控制，排除无关变量的干扰，增强实验结果的可信度和说服力。,某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的方法设计实验加以验证。,实验原理：,_,。,材料用品：新鲜的普通玉米子粒，新鲜的新品种玉米子粒，研钵，试管，漏斗，纱布，吸管，清水，双缩脲试剂,A,液，双缩脲试剂,B,液，量筒,方法步骤：,将等量的两种玉米子粒分别进行,_,，制备组织样液。,取,A,、,B,两支试管，向,A,中加入新品种玉米组织样液,2,mL,，,B,中加入普通玉米组织样液,2,mL,。,向,A,、,B,两支试管中分别加入,2,mL,摇匀，再分别加入,3,滴,_,，摇匀。,观察,_,。,预期的结果：,_,。,解析,检测蛋白质应选用双缩脲试剂，颜色反应的深浅与蛋白质含量有关，蛋白质含量越高，紫色反应越深。双缩脲试剂的使用时先滴加,A,液振荡均匀后，再滴加,B,液，混合均匀即可观察现象。,答案,实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，蛋白质含量越高颜色越深,研磨,双缩脲试剂,A,双缩脲试剂,B,颜色变化并比较紫色的深浅,预期结果：新品种玉米子粒组织样液,(A,试管,),紫色较深,与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：,题目类型,解题策略,有关蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数的计算,列方程求解,蛋白质,(,或多肽,),中原子数计算,用原子守恒解答,多肽种类计算,用数学中,“,排列组合,”,解答,1.,蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水数及蛋白质的相对分子质量的计算,典例,1,(2013,衡水质检,),已知氨基酸的平均相对分子质量为,128,，测得某蛋白质的相对分子质量为,5 646,，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基数分别为,(,),A,51,、,1,、,51,B,51,、,2,、,2,C,51,、,2,、,51 D,44,、,2,、,2,技法应用,解题时可采用,“,列方程求解,”的方法。设氨基酸数为,n,，肽链数为,x,，则,n,128,5 646,(,n,x,)18,，化简得,110,n,18,x,5 646,。当,x,1,时，,n,51.16,；当,x,2,时，,n,51,。因此只有,B,、,C,项的数值符合氨基酸数和肽链数。又知两条肽链上至少游离着,2,个氨基，故,B,项正确。,答案：,B,技法归纳,可将肽链看作,“,C”,与,“,CONH”,交替连接构成的基本骨架，在,“,C”,上连接着,R,基和,H,，在肽链的两端分别游离着,“,NH,2,”,和,“,COOH”,，如下图所示：,结合上面的示意图，可以得出如下规律：,(1),缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。,(2),蛋白质中氨,(,羧,),基数肽链数,R,基上的氨,(,羧,),基数各氨基酸中氨,(,羧,),基的总数肽键数。,注意：如果不考虑,R,基上的氨,(,羧,),基数，一条多肽链中，至少含有一个氨,(,羧,),基；若蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨,(,羧,),基数等于肽链数。,(3),蛋白质的相对分子质量氨基酸总相对分子质量,(,氨基酸个数,氨基酸平均相对分子质量,),失水量,(18,脱去的水分子数,),。,注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键,(SS),时，要再减去,2(,即,2,个,H),。,(4),若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。,2,多肽中各原子数的计算,典例,2,某多肽链为,199,肽，其分子式为,C,x,H,y,N,a,O,b,S,2,(,a,199,、,b,200),，并且由下列,5,种氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为,(,),A,a,199,、,(,b,200)/2,B,a,200,、,b,200,C,a,199,、,(,b,199)/2 D,a,200,、,(,b,200)/2,解析,由题意知该多肽为,199,肽，则它是由,199,个氨基酸组成的；又知该多肽分子式为,C,x,H,y,N,a,O,b,S,2,，其中,N,有,a,个，则可知组成该多肽的,199,个氨基酸共有,a,个氨基；又知组成该多肽的,5,种氨基酸中只有赖氨酸含有,2,个氨基，所以赖氨酸个数为,a,199,。由于组成该多肽的,5,种氨基酸中只有天冬氨酸含有,2,个羧基，设该多肽共含有天冬氨酸为,d,个，反应前,199,个氨基酸中氧原子共有,4,d,(199,d,)2,，形成,199,肽时脱去,198,个水分子，每个水分子含一个氧原子，所以该多肽分子中尚存在氧原子数为,b,4,d,(199,d,)2,198,2,d,200,，,d,(,b,200)/2,。,答案,A,技法归纳,氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑,R,基，至少含有,2,个碳原子、,2,个氧原子、4,个氢原子和,1,个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。,(1),碳原子数氨基酸的分子数,2,R,基上的碳原子数。,(2),氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数,2,。,(3),氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。,(4),氮原子数肽链数肽键数,R,基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。,(5),由于,R,基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。,3,多肽种类的计算,典例,3,现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸,3,种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含,3,种氨基酸的三肽种类分别最多有,(,),A,9,种，,9,种,B,6,种，,3,种,C,18,种，,6,种,D,27,种，,6,种,解析,由上述,“,规律,(1)”,很容易计算出足量的,3,种氨基酸构成的三肽有,3,3,27,种。对于包含,3,种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图,“,”,来分析，即第一个位置的氨基酸有,3,种情况，第二个位置只能从另,2,种氨基酸中任选,1,种，第三个位置只能安放剩余的,1,种，虽然这,3,种氨基酸足量，但是仍需按,“,规律,(2)”,计算，即,321,6,种。,答案,D,技法归纳,(1),若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有,20,4,种即,1,号位置安放氨基酸的情况有,20,种，,2,、,3,、,4,号也是如此，即,20202020,20,4,种,),。,(2),若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有,(20191817),种,即,1,号位置安放氨基酸的情况有,20,种，,2,号位置安放的氨基酸只能在剩余的,19,种中选择,即,(20191817),种,。,高考随堂体验,一、选择题,(,每小题,5,分，共,60,分,),1,(2012,上海高考,),生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的,肽键，导致,(,),A,蛋白质分解为多肽链,B,多肽链分解为若干短肽,C,多肽链分解为氨基酸,D,氨基酸分解为氨基和碳链化合物,解析：肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽水解为氨基酸。,答案：,C,2,(2012,海南高考,),关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，,错误的是,(,),A,分子量最大的氨基酸是甘氨酸,B,有些氨基酸不能在人体细胞中合成,C,氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键,D,不同氨基酸之间的差异是由,R,基引起的,解析：甘氨酸是分子量最小的氨基酸；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能从食物中获取，人体内不能合成；,R,基的不同引起了氨基酸之间的差异。,答案：,A,3,(2012,海南高考,),关于蛋白质的叙述，错误的是,(,),A,有些蛋白质是染色体的组成成分,B,酶在催化反应前后，其