第2章--组成细胞的分子(教案).doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第2章-组成细胞的分子(教案)课题: 生物必修 分子与细胞第2章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物【课标定位】1.简述组成细胞的主要元素、大量元素和微量元素。2.了解组成细胞的主要化合物及其在细胞中的含量。3.掌握检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的方法。【教材回归】一、组成细胞的元素细胞中常见的化学元素有20多种,其中有些含量较多,如C、H、O、N、P、S、
2、K、Ca、Mg等称为大量元素;有些含量很少,如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等称为微量元素。C H O N P S K Ca Mg Fe Mn B Zn Cu Mo等最基本元素 基本元素 主要元素(97%) 大量元素 微量元素水:占85%90%(各种鲜细胞中含量最多的化合物)无机盐:占1%1.5%(细胞中含量很少)蛋白质:占7%10%(鲜细胞中只比水少,是含量最多的有机化合物;干细胞中含量最多的化合物)脂质:占1%2%糖类核酸化合物无机化合物有机化合物占1%1.5%二、组成细胞的化合物三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验)还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀淀粉 + 碘液 蓝色脂肪 +
3、苏丹染液 橘黄色;脂肪 + 苏丹染液 红色蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色5065水浴加热特定的颜色反应约2min(一)实验原理(二)实验流程1.还原糖的检测呈色反应制备组织样液:制浆一层纱布过滤取液选材:选取含糖量较高、白色或近于白色的植物组织,以苹果、梨为最好结论:组织样液中含有还原糖蓝色棕色砖红色呈现蓝色振荡刚配制的斐林试剂1mL待测组织样液2mL5065温水中加热约2min2.脂肪的检测方法一:待测组织样液 + 3滴苏丹染液橘黄色。方法二:染色:从培养皿中选取最薄的切片,用毛笔蘸取放在载玻片中央;在花生子叶薄片上滴23滴苏丹染液,染色3min(若用苏丹染液,染色1min)去浮色:用吸水纸吸
4、去花生子叶薄片上的染液,再滴加12滴体积分数为50%的酒精溶液,洗去薄片表面的浮色制成临时装片:用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精,滴一滴蒸馏水,盖上盖玻片观察:首先在低倍显微镜下找到花生子叶的最薄处,移到视野中央,将物像调节清楚;再换用高倍显微镜进行观察,视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见结论:花生种子中含有脂肪制片取材:取一粒浸泡过的花生种子,去掉种皮切片:用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片,放入盛有清水的培养皿中待用呈色反应:制备黄豆组织样液制备鸡蛋白稀释液制备生物组织样液取材:选取富含蛋白质的生物组织或器官。植物常选用浸泡12天的黄豆种子或豆浆,动物常选用鸡蛋白稀释液结论:组织样
5、液中含有蛋白质紫色双缩脲试剂B液4滴无色振荡双缩脲试剂A液1mL待测组织样液2mL摇匀振荡摇匀3.蛋白质的检测4.淀粉的检测检测取材:马铃薯匀浆结论:马铃薯匀浆样液中含有淀粉蓝色摇匀碘液2滴待测组织样液2mL【要点突破】一、组成细胞的元素1.不同生物体元素组成的关系:种类大体相同,但同一元素的含量比例相差很大。2.大量元素和微量元素都是细胞生命活动所必需的元素,在生物体内可能还含有一些非必需的元素,如人体内可能含有重金属Pb。3.无论是鲜重还是干重,组成细胞的元素中C、H、O、N四种元素的含量最多,在干重中C的含量达到55.99%,这表明C是构成细胞最基本的元素。4.在细胞鲜重中,4种基本元素
6、的含量是:OCHN;在细胞干重中,4种基本元素的含量是:CONH。5.生物界与非生物界的关系:生物体总是和外界环境进行着物质交换,归根结底是有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身。因此,从元素的种类看,组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到,没有一种是细胞所特有的,可见生物界与非生物界具有统一性;从元素的含量看,细胞与非生物相比,各种元素的相对含量又大不相同,可见生物界与非生物界又具有差异性。6.与光合作用密切相关的几种化学元素:元素种类主要生理作用N各种光合酶、叶绿素和ATP等的组成元素;可促进植物细胞分裂和生长,使叶面积增大,从而增大光合作用的面积P叶绿体双膜和基粒的组成成分;AT
7、P和叶绿体DNA的组成元素K可使植株抗倒伏,保持挺拔状态,从而接受充足的光照;可促进光合作用过程中糖类物质的合成和运输MgMg是合成叶绿素分子的必需成分二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验)1.分子结构中含有还原性基团的糖叫做还原糖,如葡萄糖、麦芽糖和果糖等。2.成熟的番茄汁、西瓜汁、辣椒汁、血液以及甘蔗等不能用作检测还原糖的实验材料。3.由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,因此,蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。4.蛋白质检测的最佳材料是鸡蛋白,因为其蛋白质含量高,配制的提取液透明,与双缩脲试剂反应的颜色明显。但是,鸡蛋白必须稀释,以免与双缩脲试剂发生反应后粘固在试管内壁
8、上,使反应不容易彻底,并且试管也不容易刷洗干净。5.斐林试剂与双缩脲试剂的比较:种类项目斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鉴定物质还原糖蛋白质作用原理还原糖可将新配制的Cu(OH)2还原为Cu2OCu2+与肽键反应形成络合物添加顺序甲液与乙液必须等量混匀后才能注入,并且要现配现用必须先加入A液,造成碱性反应环境后再滴加B液反应条件5065温水浴加热不需加热,摇匀即可反应现象砖红色沉淀紫色达标自测1. 在大熊猫的骨骼肌细胞中,最基本的化学元素和含量最多的化学元素分别是( A )A.
9、C和O B.C和HC.O和C D.H和O2. 下列有关化学元素中,属于组成家兔身体主要元素的一组是( C )A.C、H、O、N、P、KB.C、H、O、S、P、Mg C.S、P、O、C、H、ND.N、S、P、Ca、Zn、Fe3. 牛通过吃草从草中获得化合物和化学元素,则牛和草体内的各种化学元素( D )A.种类相差很大,含量大体相同B.种类和含量都相差很大C.种类和含量都大体相同D.种类大体相同,含量相差很大4. 在检测还原糖的实验中,下列有关加入斐林试剂的操作中正确的是( C )A.先加入甲液,后加入乙液B.先加入乙液,后加入甲液C.将甲液与乙液混匀后再加入D.以上操作方法都是错误的5. 下列
10、能与硫酸铜在碱性环境中发生反应而生成紫色物质的是( C )A.淀粉 B.脂肪C.淀粉酶 D.DNA6. 在检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质时,需要加热的是( D )A.脂肪的检测 B.蛋白质的检测C.淀粉的检测 D.还原糖的检测【自我校对】一、20 大量 微量 最基本 基本 主要 大量 微量二、最多 水 最多 最多 三、(一)斐林 加热 砖红 碘 蓝 苏丹 橘黄 苏丹 红 双缩脲 紫 (二)1.较高 白色 白色 蓝 蓝 棕 砖红 2.苏丹 低倍 橘黄 3.蛋白质 鸡蛋白 无 紫 4.蓝第2节 生命活动的主要承担者蛋白质【课标定位】1.说明氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程。2.概述蛋
11、白质的结构和功能,认同蛋白质是生命活动的主要承担者。【教材回归】概念:由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物种类:含有三个氨基酸的叫做三肽,含有四个氨基酸的叫做四肽,依此类推结构:通常呈链状结构,叫做肽链。肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质结构通式:形成方式脱水缩合:一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基连接,同时脱去一分子水结构蛋白:许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质结构:由一条或多条肽链构成,肽链之间通过一定的化学键互相结合在一起。这些肽链既不呈直线,也不在同一个平面上,而是有规则地螺旋、折叠、盘绕形成复杂的空间结
12、构结构特点多样性:由于组成每种蛋白质的氨基酸种类不同、数目成百上千、排列顺序千差万别,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同而具有多样性功能特点多样性二肽基本单位氨基酸HH2NCCOH HNCCOOH H2O + H2NCCNCCOOH R1肽键HOR2HH酶R2HOHR1不变结构:决定是否为构成生物体中蛋白质的氨基酸R(侧链基团)可变结构:决定氨基酸的种类结构特点每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH),并且都有一个氨基、一个羧基、一个氢原子(H)和一个侧链基团(R基)连接在同一个碳原子上各种氨基酸分子之间的区别在于R基的不同种类:在生物体中组成蛋白质的氨基酸约
13、有20种决定功能蛋白有些具有催化作用,如绝大多数酶都是蛋白质有些具有运输载体的功能,如血红蛋白能够运输氧气有些具有信息传递作用,能调节机体的生命活动,如胰岛素和生长激素等有些具有免疫功能,如人体内的抗体可抵御抗原的侵害有些具有识别作用:如糖被、突触后膜上的受体等元素组成:主要由C、H、O、N四种元素组成。很多重要的蛋白质还含有P、S两种元素,有的也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素结构OHHNCCOHH蛋白质多肽概念:由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物【要点突破】一、蛋白质分子的含量蛋白质分子在(鲜)细胞中的含量只比水少,大约占细胞鲜重的7%10%,是细胞中含量最多的有机物;在干细胞中
14、的含量最多,约占细胞干重的50%以上。二、氨基酸分子的特点1.一个氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基,因为R基中可能有氨基或羧基。2.若某物质的结构式中具有氨基酸分子结构通式中的不变结构则是构成生物体内蛋白质分子的氨基酸分子,否则就不是构成生物体内蛋白质分子的氨基酸分子。3.生物体中氨基酸分子种类的不同是由R基决定的,如甘氨酸的R基为-H。4.有8种氨基酸是人体细胞不能合成的(婴儿有9种,比成人多一种组氨酸),必须从食物中获取,这些氨基酸叫做必需氨基酸,如赖氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸和缬氨酸等(记忆口决:甲来写一本亮色书)。因此,在评价各种食物中蛋白质成分的营
15、养价值时,人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的氨基酸,叫做非必需氨基酸。三、氨基酸的脱水缩合1.氨基酸分子脱水缩合时,脱去的水分子中的氢分别来自羧基和氨基、氧来自羧基。2.参与脱水缩合的氨基和羧基只能是氨基酸结构通式中的氨基和羧基(R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合过程),并且参与脱水缩合后不再是氨基和羧基,而是共同形成了一个化学键肽键(HNCO)。3.在氨基酸分子脱水缩合时,若由n个氨基酸分子脱水缩合形成m条肽链,则形成的肽键数=失去的水分子数=n-m个、至少有m个氨基和m个羧基。若形成环状肽,则氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数,所含的氨基或羧基只存在于
16、R基中。4.在一条肽链主链的两端分别是一个氨基和一个羧基,R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合过程,因此多肽的氨基(或羧基)数=R基中的氨基(或羧基)数+肽链数。四、蛋白质分子1.一个蛋白质分子可以由一条或多条肽链组成,若含有多条肽链,肽链之间最常见的连接方式是形成氢键和二硫键(SH与SH脱氢后形成的化学键SS)。2.蛋白质相对分子质量的计算:氨基酸分子数氨基酸的平均相对分子质量-脱去的水分子数18(特别提示:若形成了二硫键,则还需减去二硫键数2)。氨基酸的平均相对分子质量氨基酸数肽键数脱去水分子数多肽链的相对分子质量氨基数羧基数1条肽链ann-1n-1an-18(n-1)至少1个至少1个m条肽链
17、ann-mn-man-18(n-m)至少m个至少m个3.完全氧化分解同质量的葡萄糖、脂肪和蛋白质,氧化分解脂肪脱下的氢最多、消耗的氧最多、产生的水和释放的能量最多。达标自测1. 某蛋白质的相对分子质量为10972,在合成该蛋白质的过程中共脱去的水的相对分子质量为1728,氨基酸的平均相对分子质量为127,则该蛋白质中含有的肽链数为( D )A.1条 B.2条C.3条 D.4条2. 下列有关物质中,有的是构成蛋白质的氨基酸,有的不是。若将构成蛋白质分子的氨基酸脱水缩合形成一条肽链,则其中含有的氨基数、羧基数和肽键数分别是( A )NH2COOHCOOHH2NCHCH2COOH H2NCHCH2C
18、OOH H2NCH(CH2)4NH2H2NCH2COOH H2NCH2CH2OHA.2、2、2 B.3、3、2C.4、3、3 D.3、4、23. 已知由n个碱基组成的某基因控制合成由一条肽链组成的蛋白质,若氨基酸的平均相对分子质量为a,则该蛋白质分子的相对分子质量最大为 ( D )A.na/6 B.na/3-18(n/3-1)C.an-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1)4. 若有1000个氨基酸分子,其中共有氨基1020个、羧基1050个,则由这些氨基酸分子脱水缩合形成的4条肽链中共有肽键数、氨基数和羧基数分别是( C )A.999个、1016个、1046个B.999个、1个、1
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