1、1第二章 细胞的化学组成章末总结1大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。2组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别是蛋白质结构多样性的直接原因。3蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多2功能。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。4核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称 DNA；一类是核糖核酸，简称 RNA。5淀粉和糖原分别是植物细胞和动物细胞的储能物质。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。构成它们的基本单位都是葡萄糖。6脂质包括脂
2、肪、类脂和固醇等。其中脂肪是细胞内良好的储能物质；类脂中的磷脂是构成生物膜的重要成分；固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素 D 等。7一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。一、实验变量及设计原则实验设计中的变量及内涵自变量 实验过程中可以人为改变的因素因变量 随着自变量的变化而变化的变量无关变量除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量对照实验 除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验对照组和实验组对照实验一般要设置对照组和实验组，除了观察的变量外，其他变量都应当始终保
3、持相同实验设计中遵循的一般原则及内涵科学性原则 实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当重复性原则 在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度对照性原则科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法单一变量原则 所谓单一变量原则，强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量例 1 为了证明土壤中的微生物能分解农药，必须将土壤分为两等份，装入两个大小相同的容器，一个高温灭菌，一个不做处理。造成一个容器的土壤中无活的微生物，一个容器的土壤中有活的微生物。 “一个高温灭菌，一个不做处理”此处遵循的是( )A设置
4、对照原则 B科学性原则3C平行重复原则 D单因子变量原则答案 A解析 在这个实验中，一个高温灭菌，一个不做处理，造成一个容器的土壤中无活的微生物，一个容器的土壤中有活的微生物，然后进行实验，这才能说明问题。这就是设置对照原则。二、细胞中有机物的比较1糖类与脂质的比较组成元素 种类 作用单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖糖类C、H、O多糖：淀粉、纤维素、糖原主要的能源物质；细胞结构的组成成分脂肪 储能、保温类脂(如磷脂)磷脂是构成膜结构的重要成分脂质C、H、O，有些含N、P固醇：胆固醇、性激素、维生素 D 等维持正常的新陈代谢和生殖2.蛋白质与核酸的比较比较项目
5、蛋白质 核酸元素组成 C、H、O、N 等 C、H、O、N、P名称 氨基酸 核苷酸种类 约 20 种 8 种化学组成基本单位结构式氨基酸 多肽 脱 水 缩 合(肽链) 蛋白质 盘 曲 折 叠 核苷酸 核酸 聚 合 结构一条或几条肽链盘曲折叠形成DNA：两条脱氧核苷酸链 RNA：一条核糖核苷酸链主要功能 生命活动的主要承担者细胞中携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异及蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用4联系 核酸控制蛋白质的合成5例 2 下图是真核生物体内某些元素和化合物的构成示意图，已知 m 和 n 为大分子物质，a和 b 分别是两者的组成单位，回答下列相关的问题：(1)s、t 元素的名称
6、分别是_。(2)m 是细胞中含量最多的有机化合物，它的基本组成单位是_。(3)a 的结构通式是_。连接 a 形成 m 的化学键是_。(4)化合物 n 彻底水解后的产物有_种。答案 (1)氮、磷 (2)氨基酸 (3) 肽键(NHCO) (4)6解析 从题干信息可知，n 是 DNA，m 是蛋白质。可以判断出 s 元素是氮，t 元素是磷；m 是细胞中含量最多的有机化合物，即蛋白质，其基本组成单位是氨基酸；氨基酸可以通过脱水缩合形成肽键，同时脱去一分子水；化合物 n 是 DNA，基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，其彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和四种碱基(A、T、G、C)，共 6 种产物。三、有机物的组成和
7、分解物质 组成元素 初步水解 彻底水解产物 氧化分解产物淀粉 C、H、O 麦芽糖 葡萄糖 CO2H 2O脂肪 C、H、O 甘油脂肪酸 甘油脂肪酸 CO2H 2O蛋白质C、H、O、N(常含 S)多肽 氨基酸 CO2H 2O尿素核酸 C、H、O、N、P 核苷酸磷酸五碳糖碱基CO2H 2ON、P代谢废物例 3 下图表示细胞中一种常见的水解反应。下列化合物能发生此种反应的有( )淀粉 纤维素 脂肪ABCD答案 A6解析 脂肪由甘油和脂肪酸组成。四、蛋白质结构的相关计算1蛋白质中游离的氨基和羧基的计算(1)蛋白质中游离的氨基和羧基存在的位置：位于蛋白质中多肽链的两端、氨基酸的 R 基中。(2)计算公式：
8、蛋白质中游离的氨基(羧基)数肽链数R 基中的氨基(羧基)数。2蛋白质中肽键数、脱去水分子数的计算肽键数脱去水分子数氨基酸总数肽链数。注：若为环状肽，肽键数脱去水分子数氨基酸数。3蛋白质的相对分子质量的计算(1)氨基酸形成蛋白质的过程中，导致相对分子质量变化的原因形成肽键时，每形成一个肽键就脱去一分子的水，相对分子质量就减少 18。若形成二硫键，每形成一个二硫键就脱去两个 H，相对分子质量就减少 2。(2)计算公式：蛋白质的相对分子质量所有氨基酸的相对分子质量之和18脱去的水分子数2二硫键数。注：若不涉及二硫键，则公式中不需减去“2二硫键数” 。例 4 下图中有关蛋白质的叙述，正确的是( )A含
9、有两条肽链B共有 126 个肽键CR 基中共含有 17 个氨基D形成该蛋白质时共脱掉 125 个水分子答案 A解析 该蛋白质共有 17 个羧基，R 基上有 15 个羧基，可知主链上有 2 个羧基，所以含有两条肽链；主链上有 2 个氨基，R 基中共含有 15 个氨基；126 个氨基酸形成 2 条肽链，形成124 个肽键，共脱掉 124 个水分子。1癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，下列有关描述正确的是( )A长期接触癌症患者的人细胞癌变的概率增加7B癌症是致癌因子引发的，患病的概率与年龄无关C我国癌症发病率都呈上升的趋势D亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌答案 D解析 接触癌症患者的人不一定会患
10、癌症；癌症是致癌因子引发的，患病的概率随年龄增加而变大；我国有些癌症发病率上升，而有些癌症发病率下降；亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌。2在设计对照实验时，我们应该注意的问题是( )A所有的变量都相同B所有的变量都不相同C除实验变量外，其他条件均不相同D除实验变量外，其他条件均相同答案 D解析 在设计对照实验时，实验设计的不同组之间只有自变量不同，其他无关变量都相同，选项 D 正确。3在兴宁市第一中学校园内有一种叫樟树的植物，其组织中含有的葡萄糖、淀粉、纤维素等糖类，脂肪、磷脂、具有芳香性的油脂等脂质，DNA、RNA 等核酸分子和各种各样的蛋白质，这些有机化合物中都含有的元素有( )AC、H
11、、O BC、H、O、NCC、H、O、N、P DC、H、O、N、P、S答案 A解析 糖类的组成元素只有 C、H、O；脂质的组成元素有 C、H、O，有些还含有 N、P；核酸的组成元素为 C、H、O、N、P；蛋白质的组成元素有 C、H、O、N，有些还含有 S 等，因此，这些有机物中都含有的元素有 C、H、O。4下表中有关人体细胞化合物的各项内容中，正确的是( )实验检测编号 化合物检测试剂 颜色反应组成单位 主要功能 脂肪 苏丹染色液 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.
12、BC D8答案 C解析 观察脂肪应用苏丹染色液进行染色，染成橘黄色，但脂肪的基本组成单位为甘油和脂肪酸；糖原是多糖，不属于还原性糖，不能用斐林试剂进行检测；核酸包括 DNA 和 RNA，观察 DNA 和 RNA 应分别用甲基绿和吡罗红进行染色；蛋白质用双缩脲试剂鉴定，呈现紫色。5胰岛素由 、 两条链组成，共含 51 个氨基酸。下列叙述中错误的是( )A氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢全部来自于羧基B胰岛素能与双缩脲试剂发生紫色反应C胰岛素能降低血糖体现了蛋白质具有信息传递的功能D一个胰岛素分子全部水解为氨基酸，需要消耗 49 个水分子答案 A解析 氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢来自于一个氨基酸的
13、羧基和另一个氨基酸的氨基，其所形成的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应；胰岛素能与细胞膜上的受体结合促进细胞对血糖的利用从而降低血糖浓度，体现了蛋白质具有信息传递的功能；一个胰岛素分子由、 两条链组成，共含 51 个氨基酸，因此全部水解需消耗 51249 个水分子。6.如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是( )A若为某种大分子的组成单位，则最可能是氨基酸B若是细胞中重要的储能物质，则是脂肪C若为能储存遗传信息的大分子物质，则一定是 DNAD若主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则是糖原答案 C解析 由图示可知，的组成元素为 C、H、O、N，若为某种大分子的组成单位，则最可能是蛋
14、白质的基本组成单位氨基酸；的组成元素只有 C、H、O 三种，可能是糖类或脂肪，但因是细胞中重要的储能物质，故是脂肪；的组成元素为 C、H、O、N、P，若是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是 DNA，也可能是 RNA；只含有 C、H、O 三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则指肝糖原和肌糖原。7以下是生物体内 4 种有机化合物的组成与功能关系图，有关叙述错误的是( )9A糖尿病患者体内，血浆中 A 的浓度高于正常值B植物细胞中，F 可能是纤维素CCG 的过程能产生水D病毒中的 H 是 DNA 或 RNA答案 B解析 A 为糖类，糖尿病患者的血糖浓度要高于正常值，A 项正确；纤维
15、素是植物细胞壁的组成成分，不属于储能物质，B 项错误；G 是蛋白质，C 是氨基酸，氨基酸的脱水缩合过程要产生水，C 项正确；H 是核酸，病毒中的核酸只有一种DNA 或 RNA，D 项正确。8下列有关细胞物质组成的叙述，正确的是( )A在人体活细胞中氢原子的数目最多BDNA 和 RNA 分子的碱基组成相同C多糖在细胞中不与其他分子相结合D蛋白质区别于脂质的特有元素是氮答案 A解析 人体活细胞中有机化合物和水中都含有氢原子，水的含量又最高，故氢原子的数目最多，A 正确；DNA 和 RNA 分子的碱基组成不完全相同，共有的碱基为 A、C、G，DNA 特有的碱基为 T，RNA 特有的碱基为 U，B 错
16、误；在细胞中多糖可与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，C 错误；蛋白质区别于脂肪的特有元素是氮，而脂质中有的则含有氮元素，如磷脂，D 错误。9下列关于蛋白质的叙述中，正确的是( )A水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂B由 N 个氨基酸构成的一个蛋白质分子，有 M 条肽链，其中 X 条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(NMX)个水分子C组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合D某肽的分子式为 C13H16O5N3，则该肽一定是一种三肽答案 B解析 水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展但并不断裂，蛋白质变性失活但肽键数不变，A 错误；由 N 个氨基酸构成的一个蛋白
17、质分子，有 M 条肽链，其中 X 条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(NMX)个水分子，B 正确；组成蛋白质的氨基酸之间按相同的方式脱水缩合，C 错误；某肽的分子式为 C13H16O5N3，则该肽可能是一种三肽，也可能是一种二肽，D 错误。10洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后” ，其肥大的鳞茎中含糖类 8.5%，每 100g 含维生素A5mg、维生素 C9.3mg、钙(Ca)45mg、磷(P)50mg、铁(Fe)8mg，以及 18 种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是还原性糖？生物学兴趣小组10的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面的实验研究报告
18、。(1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是还原性糖。(2)实验原理：淀粉可用_来检测，还原性糖可用_试剂来检测。(3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。(4)实验步骤：.鉴定还原性糖：制备洋葱组织样液，取样液 2mL 注入试管；_；观察颜色变化。.鉴定淀粉：制备洋葱组织样液，取样液 2mL 注入试管；_；观察颜色变化。(5)预期实验结果与结论，完善下列表格：现象 结论若步骤出现_，步骤出现_说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原性糖又有淀粉若步骤_，步骤_说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原性糖而没有淀粉若_ 说明洋葱鳞茎中所含糖类_答案 (2)稀碘液 斐林 (4).加入新制备的斐林
19、试剂 1mL 混合均匀，将试管置于水浴锅中加热 2min.加入 2 滴稀碘液 (5)砖红色沉淀 蓝色 出现砖红色沉淀 不出现蓝色 步骤不出现砖红色沉淀，步骤出现蓝色 没有还原性糖只有淀粉解析 淀粉遇到稀碘液后变蓝色，还原性糖遇到斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀。鉴定还原性糖实验中，首先制备组织样液，然后取 2mL 样液，加入 1mL 斐林试剂在水浴条件下加热，观察试管是否会出现砖红色沉淀，若出现砖红色沉淀说明组织样液中含有还原性糖，若不出现砖红色沉淀，说明组织样液中不含有还原性糖。鉴定淀粉实验中，制备组织样液，然后取出 2mL 样液，加入 2 滴稀碘液后观察试管是否出现蓝色，若出现蓝色说明组织样液中含有淀粉，若不出现蓝色说明组织样液中不含有淀粉。
