英语的未来发展:“组成细胞的分子”导学

“组成细胞的分子”导学
华中师大一附中 熊永华
问题探究
探究问题一、构成生物体的化学元素与无机自然界是否相同？
探究问题二、为什么人体每天需要摄入适量的蛋白质和氨基酸？
探究问题三、哪些食品中富含蛋白质？
探究问题四、核酸为什么是遗传物质？
探究问题五、什么是DNA鉴定技术？什么时候会用到DNA鉴定技术？
探究问题六、化学物质糖类与生活中的糖是同一物质吗？
探究问题七、什么是肥胖？肥胖的危害有哪些？
知识探究
知识点一、元素和化合物的种类及含量
最基本元素：C
元素
基本元素:   C、H、O、N
主要元素： C、H、O、N、P、S
大量元素： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素： Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
化合物：无机化合物：水（鲜重或湿重下含量最多的化合物）、无机盐
有机化合物：糖类、脂质、蛋白质（干重下含量最多的化合物）、核酸
例1 下列有关组成生物体化学元素和化合物的论述，正确的是（    ）
A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多
B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D．精瘦肉中含量最多的是蛋白质
解析：本题综合考查元素和化合物。组成生物体的化学元素中含量最多的是O。不同生物所含化学元素的种类基本相同，含量差异较大。精瘦肉中含量最多的化合物是水。C项说明了生物界与非生物界的统一性。
答案：C
思路拓展：在综合分析元素和化合物相关判断时，要看清楚选项的背景和条件，比如鲜重与湿重、无机物与有机物、最多与最基本、种类与含量等等。
知识点二、蛋白质的结构和功能
组成元素：C、H、O、N(经常还含有S)
    基本单位    种类：20种
（氨基酸）   通式：（如右图）
形成场所：核糖体
形成过程：脱水缩合（如右图）
    结构多样性：氨基酸的种类、数量、排列顺序、多肽链的空间结构
功能多样性：结构蛋白（肌球蛋白）、催化作用（大部分酶）、调节作用（部分激素如胰岛素等）、运输作用（载体）、免疫作用（抗体）等
例2 下列有关蛋白质的叙述，正确的是（    ）
A．组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是 “NH--CO”
B．生物体中的每个蛋白质分子都由20种氨基酸构成
C．蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排序等有关
D．人体中的酶和激素都是具有特定功能的蛋白质分子
解析：本题考查蛋白质的结构和功能。肽键的应该是“-NH--CO-”，20种氨基酸是构成生物体所有蛋白质的基本单位，人体中的酶大部分是蛋白质，激素除了是蛋白质外，还可以是脂质、胺类物质等。
答案：C
思路拓展：有关蛋白质结构和功能的分析中，要注重细节如肽键的写法、注重过程如脱水缩合反应中氨基酸、肽链、肽键、脱水等数量计算、注重实例的理解记忆如不同的蛋白质的基本功能等。
知识点三、核酸的结构和功能
元素
类型
简称
基本单位
五碳糖
碱基
结构
分布
功能
C、H、
O、N、
P
脱氧核
糖核酸
DNA
4种脱氧
核苷酸
脱氧
核糖
A、G、
C、T
一般是
双链
主要在
细胞核中
携带
遗传
信息
核糖
核酸
RNA
4种核糖
核苷酸
核糖
A、G、
C、U
一般是
单链
主要在
细胞质中
例3 HIV、大肠杆菌、人的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类分别是（    ）
A．4、8、4和4、8、4          B．4、5、5和4、8、8
C．4、4、5和4、4、8          D．4、4、8和4、5、4
解析：HIV、大肠杆菌、人的核酸分别是RNA、RNA和DNA、RNA和DNA。构成DNA和RNA的碱基共只有5种，而核苷酸共有8种。
答案：B
思路拓展：不同生物所含有的核酸是不同的。整个自然界中，病毒都只有一种核酸，其中含有DNA的如噬菌体，含有RNA的如HIV、烟草花叶病毒、SARS病毒等。其它的生物包括原核生物（细菌、蓝藻、支原体、衣原体、放线菌）和真核生物（真菌、植物、动物）都含有DNA和RNA。
知识点四、糖类、脂质的种类和功能
种类
分子式
分布
生理功能
单糖
核糖、脱氧核糖
C5H10O5、C5H10O4
动植物
细胞
组成核酸的物质
葡萄糖
C6H12O6
细胞的重要能源物质
二糖
蔗　糖、麦芽糖
C12H22O11
植物细胞
能水解成单糖
乳　糖
动物细胞
多糖
淀　粉
（C6H10O6）n
植物细胞
重要的储能物质
纤维素
构成细胞壁
糖　元
动物细胞
重要的储能物质
主要作用
生物体进行生命活动的主要能源物质
元素组成
种类
功能
C、H、O
（有些含有
N、P）
脂肪
储能、绝热体、保温、缓冲、减压等
磷脂
构成细胞膜、细胞器膜
固醇
胆固醇
构成细胞膜、运输脂质
性激素
调节生长发育
维生素D
促进人体对钙磷的吸收
例4 下列有关糖类和脂质的比较，不正确的是（    ）
A．都含有C、H、O三种元素          B．都是大分子有机化合物
C．能够为生物体提供能量            D．在不同生物体中的种类是有差异的
解析：糖类中有小分子的单糖、二糖，也有大分子的多糖，脂质中有小分子的固醇，也有大分子的脂肪。糖类是生物体中主要的能源物质，脂肪是生物体中主要的储能物质。动物细胞中的多糖是糖原，而植物细胞中的则是淀粉、纤维素。
答案：B
思路拓展：在分析糖类、脂质相关问题时，要注意结合实例，要注意它分类中的具体的物质的分子组成、结构和功能。
知识点五、无机化合物的含量、形式、功能
物质
含量
形式
功能
应用
水
含量最多
的化合物
结合水
细胞结构的重要组成成分
自由水/结合水：
比值越大代谢越快，比值越小抗逆性越强
自由水
液体环境、溶剂、运输、反应等
无机盐
含量很少
大多是
离子态
组成成分、维持生命活动、维持酸碱平衡、调节渗透压。
探究植物生长发育所必需的无机盐种类。
例5 下列现象与水、无机盐都没有直接关系的是（    ）
A．患急性肠胃炎的病人注射葡萄糖盐水
B．佝偻病患者发烧时常常会抽搐
C．收获的小麦种子晾晒后再放于粮仓储存
D．长时间的饥饿导致头昏
解析：急性肠胃炎的病人脱水，既需要补充水分，还需补充无机盐。佝偻病患者抽搐主要是因为缺乏钙。晾晒种子，减少种子的含水量，使种子的代谢减慢，有利于种子的储存。长时间的饥饿是因为体内血糖浓度降低，能量供应不足，尤其是大脑的供能不足，所以出现头昏的现象。
答案：D
思路拓展：对于水、无机盐的功能，一是要从整体上了解基本功能，二是要注意具体的实例的综合分析。
知识点六、各种物质的检测
物质
原理
备注
糖类
菲林试剂可以与还原糖反应生成砖红色沉淀；淀粉遇碘变蓝色。
菲林试剂需现配现用，需在50—60℃温水中反应。
脂肪
苏丹Ⅲ可以将脂肪染成橘黄色（苏丹Ⅳ染为红色）
临时装片的制作，显微镜的使用方法。
蛋白质
双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应
双缩脲试剂使用时，先加试剂A，再加试剂B，常温条件下反应。
DNA
甲基绿使DNA呈现绿色；盐酸可以改变细胞膜的通透性
临时装片的制作，显微镜的使用方法。
RNA
吡罗红使RNA呈现红色；盐酸可以改变细胞膜的通透性
临时装片的制作，显微镜的使用方法。
例6 下列关于物质鉴定实验的说法中，正确的是（    ）
A．可以用西瓜汁进行还原糖的检测实验
B．脂肪和核酸的鉴定实验都需要用到显微镜
C．还原糖和蛋白质鉴定所用的试剂都是将两种溶液混合后使用
D．用碘液检测淀粉的实验需要在50—60℃的条件下反应
解析：西瓜汁本身呈红色，而还原糖的检测呈现的是砖红色沉淀，对于实验结果有干扰。还原糖检测是先将甲液与乙液先混合后使用，蛋白质检测则是先滴加双缩脲试剂A液，再滴加试剂B液。碘与淀粉在常温下即可发生蓝色反应。
答案：B
思路拓展：对于实验，除了理解实验原理外，还要特别注意实验材料的选择和处理、实验的试剂和工具、实验的方法步骤、实验的观测指标、实验结果的分析和结论的表达。
学法探究
“第二章：组成细胞的分子”，教材内容遵循 “元素→化合物”、 “小分子→大分子”、“结构→功能”、 “理论→实践”，在学习的过程中，同学们要注意以下问题的把握。
1. C、H、O、N→氨基酸→多肽链→蛋白质，其中要重点掌握氨基酸的分子结构、氨基酸脱水缩合的反应过程及其相关的计算分析、蛋白质的分子结构的多样性、蛋白质分子功能的多样性。
2. C、H、O、N、P→核苷酸→核苷酸链→核酸，其中要重点掌握两种核酸即DNA和RNA在分子组成、空间结构、分布、功能等方面的比较。
3. C、H、O→单糖→双糖→多糖，要重点掌握不同的糖类在动植物细胞中的分布，以及在细胞中的功能。
4. C、H、O→脂肪、磷脂、固醇，主要是了解不同的脂质在细胞中的功能。
5.注意了解H2O的含量、存在形式、功能及在生活中的应用。注意了解不同的无机盐的功能及其在生活中的应用。
6.从课本的实验来看，主要掌握糖类、脂肪、蛋白质、DNA和RNA这些物质的检测原理，同时还要注意实验各个环节的分析和理解。
配套练习
巩固基础
1．下列各组物质中，由相同种类元素组成的是（    ）
A．脂肪、脂肪酸、脂肪酶            B．蛋白质、糖蛋白、蛋白酶
C．氨基酸、核苷酸、核糖            D．性激素、胰岛素、甲状腺激素
2．下列选项中，不属于动、植物细胞共有的糖类是（    ）
A．葡萄糖           B．核糖     C．脱氧核糖         D．麦芽糖
3．下列物质，构成细胞内膜系统的重要物质是（    ）
A．糖原       B．胆固醇     C．磷脂        D．纤维素
4．当干种子萌发为幼苗时，细胞中自由水/结合水大的比例（    ）
A．升高        B．降低      C．不变        D．不确定
5．关于生物体中的水，下列叙述不正确的是（    ）
A．不同物种，含水量不同     B．同一物种、同一年龄的不同个体，含水量大致相同
C．同一个体的不同器官，含水量不同     D．同一器官的不同组织，含水量一致相同
6．下列有关实验及显色结果的叙述，正确的有（    ）
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
能力提升
7．植物从土壤中吸收的氮和磷，运输到叶肉细胞，主要用于合成（    ）
①淀粉   ②葡萄糖   ③脂肪   ④磷脂   ⑤蛋白质   ⑥核酸
A．①④⑥     B．③④⑤  C．④⑤⑥  D．②④⑤
8．右图是某动物组织的一个细胞，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是（    ）
A．糖原和RNA     B．糖原和DNA
C．淀粉和RNA     D．淀粉和DNA
9．下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是（    ）
A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
B．RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息
C．DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性
D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输
10．水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质（    ）
A．在4°C条件下易变性        B．只含有C、H
C．也能催化淀粉合成           D．含有羧基
11.某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（    ）
A．6    18          B．5    18        C．5    17        D．6    17
12.脂类物质在细胞中具有独特的生物学功能，下面是有关脂类物质的生物学功能中，属于磷脂的生物学功能的是（    ）
①生物膜的重要成分              ②贮存能量的分子     ③构成生物体表面的保护层④很好的绝缘体，具有保温作用    ⑤具有生物学活性，对生命活动起调节作用
A．①③          B．⑤            C．①        D．②④
13.对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是（    ）
A.蛋白质         B．DNA          C.RNA        D．核苷酸
14.用光学显微镜观察装片时，下列操作正确的是（    ）
A．将物镜对准通光孔                B．先用高倍镜，后用低倍镜观察
C．移动装片可确定污物在物镜上      D．使用高倍镜时，用粗调节器调节
15．下面是某物质的结构式：

（1）在结构式中，方框①表示的是                 ，该物质中共有       个①所示的基团。方框③所表示的是             ，该物质中共有         个③所示的基团。
（2）方框②表示的是             ，它是由                     而形成的。
（3）该物质是由         个共           种氨基酸缩合而成的，所以叫         。结构式中的              是各氨基酸的R基。
（4）已知构成该分子的氨基酸的分子量之和为477，那么该物质的分子量是           。
（5）假如该物质为食物中的一种成分，它在消化道中消化成氨基酸时，需要消耗       个水分子。
16．有机化合物中具有不同的化学基团，它们对水的亲和力不同。易与水结合的基团称为亲水基团（如－NH2．－COOH．－OH），具有大量亲水基团的一些蛋白质．淀粉等分子易溶于水；难与水结合的基团称为疏水基团，如脂类分子中的碳氢链。脂类分子往往有很长的碳氢链，难溶于水而聚集在一起。请回答：
（1）等量亲水性不同的两种物质分散在甲．乙两个含有等量水的容器中，如下图所示。容器中的自由水量甲比乙__________。
（2）相同质量的花生种子（含油脂多）和大豆种子（含蛋白质多），当它们含水量相同时，自由水含量较多的是_________种子。
（3）以占种子干重的百分比计算，种子萌发时干燥大豆种子的吸水量比干燥花生种子吸水量____________。
（4）种子人库前必须对其干燥处理，降低种子中的含水量，这是因为
a._____________________________________________________________。
b._____________________________________________________________。
拓展创新
17.根据下列生物学材料完成相关问题。
材料：硼元素有利于被子植物花粉的正常发育和萌发，缺硼后会导致“减产”。近些年来，由于单一种植模式，使大部分天地产生了缺硼现象，解决此问题的方法有两种，一方面增施硼肥，另一方面选择种植合适作物。
（1）针对材料三中解决问题的第二种方法，请选择缺硼土壤中适宜种植的农作物（    ）
A.高粱            B.玉米             C.小麦             D.甘蔗
（2）根据材料，在提供的实验器材中选取合理器材进行实验设计，验证硼元素的生理作用。
实验器材：新鲜葱兰花、恒温箱、葡萄糖溶液、琼脂、硼酸溶液、稀盐酸、蒸馏水、滴管、镊子、载玻片、显微镜等。
①．实验原理：
②．实验步骤：
a．配制培养基，                                                          。
b．将采自同一朵花的花粉撒落在滴有上述三种不同培养基的3块载玻片上，在25度恒温箱中培养2h。
c．镜检观察、比较                                                        。
③．实验结果：                                                            。
配套练习答案
1—6：B D C A D C
7—14：C A A D C C D A
15．（1）氨基 2个 羧基 2个      （2）肽键 一个氨基与一个羧基缩去1分子水
（3）4    4 四肽 ④⑤⑥⑦     （4） 423            （5）3
16．（1）少 （2）花生 （3）多 （4）a．种子含水量高，呼吸作用强，种子内贮存的营养物质因分解而损失过多   b．种子含水量高，呼吸作用强，放出热量多，温度增高，种子易发芽．霉变
17．（1）D   （2）①硼有利于花粉的萌发
②．a．配制3种不同培养基：一种加入葡萄糖+硼酸，一种加入葡萄糖+稀盐酸，一种加入葡萄糖+蒸馏水    c ．花粉的萌发情况     ③．加入硼酸的一组花粉萌发率较高