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第 2 讲 组成生物体的化合物

第 2 讲 组成生物体的化合物. 　　（ 1 ） 细胞内的高分子化合物主要有两类：核酸和蛋白质。 　　（ 2 ） 两大有机高分子化合物的生理功能不同：核酸是一切生物的遗传物质，是生命活动的最终控制者；蛋白质具有多种生理功能，是生命活动的执行者(体现者)。 核酸多样性→蛋白质的多样性→生物多样性 　　（ 3 ） 两大高分子化合物间的关系： 核酸 控制 蛋白质的合成. 考点一　生物体内的高分子化合物.

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第 2 讲 组成生物体的化合物

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  1. 第2讲 组成生物体的化合物

  2. 　　（1）细胞内的高分子化合物主要有两类：核酸和蛋白质。　　（1）细胞内的高分子化合物主要有两类：核酸和蛋白质。 　　（2）两大有机高分子化合物的生理功能不同：核酸是一切生物的遗传物质，是生命活动的最终控制者；蛋白质具有多种生理功能，是生命活动的执行者(体现者)。 核酸多样性→蛋白质的多样性→生物多样性 　　（3）两大高分子化合物间的关系： 核酸控制蛋白质的合成 考点一　生物体内的高分子化合物

  3. 　　（4）核酸和蛋白质的结构与种类有种的差异性，因而可以从分子水平上通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。　　（4）核酸和蛋白质的结构与种类有种的差异性，因而可以从分子水平上通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。 【特别提醒】生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸等则不具有物种差异性。

  4. 考点二：蛋白质的结构　 基本元素：C、H、O、N 元素组成 C、H、O、N 等 其它元素：P、S、Fe等 种类 基本单位 氨基酸 通式 特点 形成：多个氨基酸脱水缩合而成多肽 化学结构 多肽（肽链） 特点：呈链状结构，又叫肽链，有一定 的氨基酸序列 连接：通过一定化学键连接 空间结构 蛋白质分子 形成：螺旋、卷曲、折叠形成空间结构 特点：具生物活性、多样性

  5. (南京模拟）下面是某蛋白质的肽链结构示意图(南京模拟）下面是某蛋白质的肽链结构示意图 （图1，其中数字为氨基酸序号）及部分肽链放 大图（图2），请据图判断下列叙述中正确的是 D A．该蛋白质中含有1条肽链124个肽键 B．图2中含有的R基是①②④⑥⑧ C．从图2可推知该肽链至少含有2个游离的羧基 D．该蛋白质合成的场所是在细胞质中核糖体上

  6. 考点三：蛋白质的结构多样性的原因 氨基酸 蛋白质结构极其多样 蛋白质功能极其多样 氨基酸种类不同 脱水缩合 氨基酸数目成百上千 多肽(肽链) 盘曲 折叠 氨基酸排列次序变化多端 蛋白质 肽链空间结构千差万别

  7. 蛋白质结构的多样性 （1）直接原因：构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序的不同、多肽链的折叠方式及形成的空间结构千差万别 ，从而使蛋白质结构具有多样性。由于构成生物体的氨基酸约有20种，因此构成多肽链的氨基酸的排列顺序就有20n。 （2）根本原因：蛋白质的合成受遗传物质DNA的控制，因此由于DNA分子的多样性，使其控制合成的蛋白质也具有多样性。由于蛋白质是生命活动的主要承担者，从而导致了生物的多样性。 呈现出 决定 蛋白质多样性 DNA多样性 生物多样性

  8. 　　蛋白质的功能多样性： （1）有些蛋白质是构成细胞和生物体 的重要物质。 （2）有些蛋白质有催化作用。 （3）有些蛋白质有运输作用。 （4）有些蛋白质有调节作用。 （5）有些蛋白质有免疫作用。 蛋白质是一切生命活动的承担者！

  9. 生物体内常见的蛋白质成分及功能 (1)大部分酶:酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,除少数的酶是RNA外,绝大多数的酶是蛋白质. (2)胰岛素：成分为蛋白质。 (3)载体：位于细胞膜上，在物质运输过程中起作用，其成分为蛋白质。 (4)抗体：指机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。主要分布于血清中，也分布于组织液等细胞外液中。(5)抗毒素：属于抗体，成分为蛋白质。一般指用细菌外毒素给动物注射后，在其血清中产生的能特异性中和外毒素毒性的成分。

  10. (6)部分抗原：引起机体产生抗体的物质叫抗原。某些抗原成分是蛋白质。如红细胞携带的凝集原、决定病毒抗原特异性的衣壳，其成分都是蛋白质。(6)部分抗原：引起机体产生抗体的物质叫抗原。某些抗原成分是蛋白质。如红细胞携带的凝集原、决定病毒抗原特异性的衣壳，其成分都是蛋白质。 (7)神经递质的受体：突触后膜上存在的一些特殊蛋白质，能与一定的递质发生特异性的结合，从而改变突触后膜对离子的通透性，引起突触后神经元产生神经冲动或发生抑制。 (8)朊病毒：近年来发现的一种微生物，其成分为蛋白质，可导致疯牛病等。

  11. (9)糖被：位于细胞膜的外表面，由蛋白质和多糖组成，有保护、润滑、识别等作用。(9)糖被：位于细胞膜的外表面，由蛋白质和多糖组成，有保护、润滑、识别等作用。 (10)单细胞蛋白：指通过发酵获得的大量微生物菌体，主要成分是蛋白质。可用作饲料、食品添加剂、蛋白食品等。 (11)干扰素：由多种细胞产生的具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性糖蛋白。正常情况下组织或血清中不含干扰素，只有在某些特定因素的作用下，才能使细胞产生干扰素。

  12. 考点四　有关蛋白质类物的计算问题 　　（1）蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算 　　由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即形成的肽键数＝失去水分子数＝氨基酸分子数－肽链条数 　　（2）形成的蛋白质分子的相对分子质量 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 【特别提醒】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。　

  13. 若已知某蛋白质分子含有n个氨基酸，m条肽链，氨基酸的平均分子量为a，求该蛋白质在形成的过程中失去水的分子量和它的分子量。若已知某蛋白质分子含有n个氨基酸，m条肽链，氨基酸的平均分子量为a，求该蛋白质在形成的过程中失去水的分子量和它的分子量。 失去水的分子量= （n－m）×18 na－（n－m）×18 蛋白质分子量=

  14. （3）.蛋白质中含有N,O原子数的计算 (1)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子数总数 (2)O原子数=肽键数+2х肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数 (4).蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 (1)至少含有的游离氨基或羧基=肽链数 (2)游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数.

  15. 　　有关计算可总结如下：

  16. 　　碱基数6　 ∶　 碱基数3 ∶　 氨基酸数1 （5）氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 　　其中，对真核生物而言，上式中的DNA片段相当于基因结构中的外显子。 　　（6）氨基酸的排列与多肽的种类 　　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：

  17. 　　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：　　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：

  18. 〖典型例题〗氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质分子量为63212，由此可以推断该蛋白质含有的肽链条数和氨基酸个数分别是〖典型例题〗氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质分子量为63212，由此可以推断该蛋白质含有的肽链条数和氨基酸个数分别是 A．4．573 B．3．574 C．4．570 D．4．574 D 〖解析〗 63212÷110的整数为：m＝574， 　　　余数72÷18的整数为：n＝4。 　　　答案：D

  19. （雅礼中学 08）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 的多肽（如图），下列有关该过程的 叙述中，错误的是 （ ） D A．肽键数目减少7个 B．C原子减少12个 C．氨基和羧基分别增加3个 D．O原子数目不变

  20. 例.该多肽分子式C55H70O19N10水解只得下列四种氨基酸:甘氨酸(C2H5NO2)丙氨酸(C3H7NO2)谷氨酸(C5H9NO4)苯丙氨酸(C9H11NO2)例.该多肽分子式C55H70O19N10水解只得下列四种氨基酸:甘氨酸(C2H5NO2)丙氨酸(C3H7NO2)谷氨酸(C5H9NO4)苯丙氨酸(C9H11NO2) 求：⑴这是几肽化合物？ ⑵水解后能得到几个谷氨酸？⑶水解后能得到几个苯丙氨酸？ • 解法三：从C原子分配入手 • 水解所得四种氨基酸至少各1个，占C原子19个 • 2. 余下36个C原子分配给6个氨基酸，平均含6个C，因此 至少还应有1~2个苯丙氨酸(占去C原子9个~18个) • 3.一个苯丙氨酸只占去C原子9个，余下27个C原子全分配给5个谷氨基酸仍有多余，因此至少应有2个苯丙氨酸 • 4. 余下18个C原子分配给4个氨基酸，可分给3个谷氨酸 (15个C原子)，1个丙氨酸(3个C原子) • 5. 1个甘基酸，2个丙氨酸，4个谷氨酸，3个苯丙氨酸 • 经O原子的检验符合题意 • 解法四：列三元一次方程组解 • 设该多肽中有甘氨酸X个，丙氨酸Y个，谷氨酸Z个，苯丙氨酸(10－X－Y－Z)个 • 2. 列方程组： • C：2X+3Y+5Z+9(10－X－Y－Z)=55 • H：5X+7Y+9Z+11(10－X－Y－Z)=70+18 • O：2X+2Y+4Z+2(10－X－Y－Z)=19+9. • 解方程组得：X=1，Y=2，Z=4即： 1个甘基酸，2个丙氨酸，4个谷氨酸，3个苯丙氨酸 • 解法一：从O原子分配入手 • 水解所得四种氨基酸的共性：只含一个NH2 • 2. 四种氨基酸必含羧基，只有谷氨酸的R基含2个O原子 • 3. 十肽水解成氨基酸需增加9分子水即9个O原子 • 4. 计算：O原子: [(19＋9)－(10×2)]÷2 = 4 • 能得谷氨酸有4个 解法二：从肽链结构入手，计算O原子 1.十肽链中有9个肽鍵，即肽键中有O原子9个 2. 十肽链中必有一个羧基COOH，即至少有11个O原子 3. 计算：O原子: (19－11)÷2 = 4 能得谷氨酸有4个

  21. 例题、 现有一种十二肽，分子式为CXHYNZOWS（z>12，w>13）。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸：丙氨酸（C3H7NO2）、 半胱氨酸（C3H7NO2S）、 天门冬氨酸（C4H8NO4）、 赖氨酸（C6H15N2O2）、 苯丙氨酸（C9H11NO2） 回答下列问题： （1）该肽的合成发生在细胞的中。 （2）1个该肽分子水解时需要的水分子数是个。 （3）将一个该肽分子彻底水解后有个赖氨酸和 个天门冬氨酸。 （4）合成该多肽时，需要个遗传密码，与该多肽相应的基因（DNA分子）上至少有个嘧啶碱基。 核糖体 11 Z－12 （W-13）/2 12 36

  22. 原理:某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物,产生特定的颜色反应原理:某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物,产生特定的颜色反应 材料:大豆种子(豆浆) 鸡蛋蛋白 试剂:双缩脲试剂:0.1g/mL的NaOH溶液(A液)和0.01g/mL的CuSO4溶液(B液) 考点五：生物组织中蛋白质的鉴定

  23. 方法步骤 制备生物组织样液(豆浆), 制备蛋白质稀释液 向试管内注入组织样液或蛋白质稀释液2mL 加入A液2mL,振荡均匀 (不变色) 加入B液3~4滴,振荡均匀 (紫色)

  24. 1．斐林试剂与双缩脲试剂有何区别？ 斐林试剂 双缩脲试剂 用途 鉴定可溶性还原糖的存在； 鉴定蛋白质、二肽及多肽 成分 0.1g/mL的氢氧化钠溶液 0.05g/mL的硫酸铜溶液 0.1g/mL的氢氧化钠溶液（A液） 0.01g/mL的硫酸铜溶液（B液） 发生的 反应 Cu(OH)2被还原为砖红色的Cu2O 双缩脲（H2NOC-NH-CONH2）能与铜离子作用，形成紫色或紫红色的络合物，这个反应叫做双缩脲反应 使用方法 现配现用；混合均匀；隔水加热； 先加A液，与样液混匀后滴加B液 颜色反应 呈砖红色 呈紫红色

  25. 考点六:遗传信息的携带者---核酸 一核酸的结构层次 1.元素组成：C、H、O、N、P等 2.基本组成单位：核苷酸（8种） 3.核酸的平面结构： 4.核酸的空间结构：

  26. 脱氧核苷酸的结构： 核苷酸的结构： P P P P P 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 A A G T C 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核苷酸 P G 核糖 鸟嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤核苷酸 P C 核糖 胞嘧啶核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 P U 核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 尿嘧啶核苷酸 核苷酸的结构

  27. （长沙一中）如图表示生物体内核酸的基本单位核苷（长沙一中）如图表示生物体内核酸的基本单位核苷 酸的模式图，下列说法正确的是 D A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点仅表现在②方面 B．如果要构成三磷酸腺苷，只在①位置加上两 个磷酸基团即可 C．③在线粒体中共有4种 D．人体内的③有5种，②有2种

  28. DNA的结构 5种元素→ 4种基本单位→3类物质→2条链→1种结构 动　画

  29. 核糖 P A P G 核糖 P C 核糖 P U 核糖 RNA的结构 A G C U A U G

  30. RNA的结构 mRNA tRNA

  31. 考点七：DNA、RNA的区别 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 核糖 脱氧核糖 AGCU AGTC 单链结构 双螺旋结构 细胞核及线粒体叶绿体 细胞质

  32. 线 面 空间 点 蛋白质和核酸的比较学习 分子结构(复习主线)

  33. H NH2 COOH R C 点 ——基本组成单位 氨基酸 核甘酸 ？ ？ • 以R基不同区分氨基酸 • 常见氨基酸20多种， • 对应61种密码子 • 氨基酸有必需和非必需 • 氨基酸 以上结构式所代 表的化合物有几种 氨基酸在人体中能合 成吗，如果可以那么是 在什么地方，如何合成？

  34. 线 决定 ——链 核甘酸链 多肽链 脱水缩合反应 聚合反应 核糖体 细胞核 多样性的原因 核甘酸数量 种类 氨基酸数量 种类 排列次序 多样性 排列次序 多样性

  35. 面 ③ ① ④ ② 核酸（DNA） 蛋白质 平面 结构 特殊 结构 碱基互补配对原则 —S——S—

  36. 空间结构 蛋白质分子 多样性 规则的双螺旋结构 蛋白质的空间 结构千差万别 DNA分子 多样性 多肽链多样性 (直接原因) (根本原因)

  37. 组成 缩合 折叠 翻译 染色体 逆转录 转录 组成 聚合 肽链 化学元素 C、H、O、N 氨基酸 蛋白质 RNA 脱氧核苷酸 化学元素 C、H、O、N、P DNA

  38. 例 人体的肝细胞和肌细胞相比，细胞中DNA 和RNA在含量有何差异？为什么？ 核内DNA含量相同 RNA则肝细胞中比肌细胞中多 原因: 同一生物个体细胞核内的遗传物质含量 是稳定不变的,而RNA含量主要是在控制蛋白 质合成过程中形成的,代谢越旺盛的细胞内 RNA的含量越多

  39. 考点七：细胞中有糖类 单糖： 不能水解的糖。 核 糖: 核糖核酸的组成成分，主要存在于细胞质中 五碳糖 脱氧核糖核酸的组成成分，主要存在于细胞核中 脱氧核糖： 单糖 绿色植物进行光合作用的产物，是细胞的重要能源物质 葡萄糖： 六碳糖 果糖、半乳糖……

  40. 二糖：水解后能够生成两分子单糖的糖。 H2O 脱水缩合 HO HO HO HO OH OH OH OH HO HO O O OH OH 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 水解 麦芽糖 麦芽糖 H2O

  41. 构成它们的基本单位都是葡萄糖！ 3.多糖：由许多的葡萄糖分子连接而成。

  42. 返回 核糖 细胞中都有 组成RNA的成分 脱氧核糖 细胞中都有 组成DNA的成分 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质 提供能量 果糖 植物细胞中 提供能量 半乳糖 动物细胞中

  43. 返回 发芽的小麦、谷粒中含量丰富 麦芽糖 蔗糖、甜菜中含量丰富 都能提供能量 蔗糖 人和动物乳汁中含量丰富 乳糖

  44. 植物粮食作物的种子、变态茎或根等储藏器官中植物粮食作物的种子、变态茎或根等储藏器官中 储存能量 淀粉 植物细胞的细胞壁中 支持保护细胞 纤维素 储存能量，调节血糖 动物的肝脏中 肝糖原 动物的肌肉组织中 储存能量 肌糖原

  45. 脱水缩合 水解 脱水缩合 水解

  46. （师大附中08）存在于RNA而不存在于DNA中， 存在于叶绿体而不存在于线粒体，存在 于动物细胞质而不存于植物细胞质中的糖类 物质分别是 （ ） A A．核糖、葡萄糖、糖元 B．脱氧核糖、核糖、纤维素 C．核糖、脱氧核糖、麦芽糖 D．脱氧核糖、葡萄糖、淀粉

  47. (2010高考海南卷)下列关于糖的叙述，正确的是（ ） A、葡萄糖和果糖分子均有还原性 B、葡萄糖和麦芽糖可被水解 C、构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖 D、乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收 A

  48. 2、(2010高考重庆卷)下列有关人体糖代谢及调节的叙述，正确的是（ ） A、血糖浓度升高能使胰岛A细胞分泌增强 B、饥饿时首先被利用的是肌糖元，其后是脂肪 C、糖类分解释放的能量的主要贮存形式是ATP D、多食少动，糖类易转变成脂肪和必需氨基酸 C

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