《生物體中的有機(jī)化合物》導(dǎo)學(xué)案

《生物體中的無機(jī)化合物》導(dǎo)學(xué)案考點(diǎn)一糖類和脂肪1.糖類（1）組成元素：（2）單糖①五糖類：C5H10O4）：DNA的成分；核糖（C5HO5）：的成分；②六碳糖：（C6H12O6），是細(xì)胞的重要能源物質(zhì)（3）二糖植物細(xì)胞：和；動(dòng)物細(xì)胞：（4）多糖①植物細(xì)胞：纖維素：植物的主要成分；：果實(shí)、塊根、塊莖中貯存的物質(zhì)；②動(dòng)物細(xì)胞：：肝臟中；：肌肉中（5）作用：①是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要物質(zhì)；②是細(xì)胞的組成部分2.關(guān)于糖類和脂質(zhì)的幾點(diǎn)說明（1）植物特有糖：?jiǎn)翁侵泄?；二糖中麥芽糖和蔗糖；多糖中淀粉和纖維素；動(dòng)物特有糖：二糖中乳糖；多糖中糖元：動(dòng)、植物共有糖：五碳糖和葡萄糖。（2）除蔗糖和多糖外，其余皆為還原糖。（3）五碳糖中核糖和脫氧核糖分別是RNA和DNA的組成成分。（4）淀粉和糖元分別是植物、動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)，而纖維素為非儲(chǔ)能物質(zhì)。脂肪是生物體的儲(chǔ)能物質(zhì)。（5）脂質(zhì)中磷脂含有N、P元素，脂肪只含有C、H、O元素。（6）單糖、二糖、多糖的劃分根據(jù)是能否水解及水解后產(chǎn)生單糖的多少。（7）單糖不經(jīng)消化直接被吸收，但二糖、多糖必須被消化后才能被吸收。（8）纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分，而原核細(xì)胞的細(xì)胞壁不含纖維素，是由肽聚糖構(gòu)成的。因此細(xì)胞壁能否被纖維素酶分解是區(qū)分植物細(xì)胞和原核細(xì)胞的依據(jù)之一。疑難辨析1.為什么同質(zhì)量脂肪比糖類釋放能量多？提示相同質(zhì)量的脂肪中氧的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于糖，而碳和氫的含量多，所以分解脂肪要比分解同樣質(zhì)量的糖類消耗的氧氣量大，釋放的能量多，產(chǎn)生的水也多。2.淀粉沒有甜味，但吃饅頭時(shí)為什么感覺到甜？提示口腔中唾液淀粉酶將淀粉分解為麥芽糖產(chǎn)生甜味。3.脂肪與脂質(zhì)、類脂與磷脂、固醇與膽固醇的關(guān)系如何？提示：有的同學(xué)經(jīng)常把脂肪和脂質(zhì)混淆，認(rèn)為二者是相同的，或者認(rèn)為脂肪包括脂質(zhì)，這些看法都是錯(cuò)誤的。脂肪只是脂質(zhì)中的一類物質(zhì)，脂質(zhì)除包括脂肪以外，還包括類脂和固醇；磷脂是構(gòu)成生物膜的主要成分，是類脂的一種；固醇包括膽固醇、性激素和維生素D。對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1.某生物體內(nèi)能發(fā)生如下的反應(yīng)：淀粉→麥芽糖→葡萄糖→糖元，則下面的說法不正確的是()A.此生物一定是動(dòng)物，因?yàn)槟芎铣商窃狟.淀粉和糖元都屬于多糖C.此生物一定是動(dòng)物，因?yàn)槟芾闷咸烟荄.糖類在生物體內(nèi)的主要作用是提供能量答案C解析糖類是生物體的主要能源物質(zhì)。能夠合成糖元是動(dòng)物細(xì)胞的特征，而動(dòng)植物細(xì)胞都能利用葡萄糖。2.（2022年臨沂模擬）生物體內(nèi)脂肪的生理功能包括()①生物膜的重要成分②儲(chǔ)能物質(zhì)③緩沖和減壓、保護(hù)內(nèi)臟器官④具有生物學(xué)活性，對(duì)生命活動(dòng)具有調(diào)節(jié)作用⑤促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣和磷的吸收⑥絕熱體，保溫作用A.①②⑥B.②③⑥C.③④⑤D.①②③④⑤⑥答案B解析磷脂是生物膜的重要成分；具有生物學(xué)活性，對(duì)生命活動(dòng)具有調(diào)節(jié)作用的是激素；能促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣和磷吸收的維生素D，屬于固醇類。歸納總結(jié)1.蛋白質(zhì)的知識(shí)歸納總結(jié)2.蛋白質(zhì)和核酸之間的關(guān)系如下圖：說明①該圖體現(xiàn)了中心法則的五個(gè)方面；②生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)多樣性；根本原因是DNA多樣性（不能說核酸多樣性，因?yàn)楹怂嵊袃煞N）；同一生物不同部位細(xì)胞形態(tài)功能不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)（mRNA不同）。3.蛋白質(zhì)與核酸的水解產(chǎn)物與代謝產(chǎn)物基本單位初步水解徹底水解代謝產(chǎn)物DNA脫氧核苷酸脫氧核苷酸4種磷酸、脫氧核糖、堿基CO2、H2O含N廢物RNA核糖核苷酸脫氧核苷酸4種磷酸、核糖、堿基CO2、H2O含N廢物蛋白質(zhì)氨基酸多肽氨基酸CO2、H2O尿素拓展提升1.蛋白質(zhì)和核酸的物種差異性的應(yīng)用應(yīng)用蛋白質(zhì)和核酸結(jié)構(gòu)及種類的物種差異性，可以區(qū)分或判斷不同物種間的親緣關(guān)系，鑒別物種，也可用于親子鑒定。同時(shí)要注意它們的基本單位氨基酸和核苷酸不具物種異，不能作上述應(yīng)用。和RNA在細(xì)胞中的分布（1）RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，在細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中也含有少量的RNA；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中含有轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和信使RNA；少量RNA存在于細(xì)胞核的核仁和染色質(zhì)等處。（2）DNA主要分布在細(xì)胞核中，控制細(xì)胞核的遺傳，線粒體和葉綠體中的少量DNA，其作用與細(xì)胞質(zhì)遺傳有關(guān)。（3）真核細(xì)胞和原核細(xì)胞中含有DNA和RNA兩種核酸，病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),只含一種核酸(DNA或RNA)。3.在下列物質(zhì)中，有的屬于構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸，有的不是。若將其中構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸縮合成化合物，則其中含有的氨基、羧基、肽鍵的數(shù)目依次是（）①NH2—CH2—COOHCOOH②NH2—CH2—CH2OHCOOH︱︱NH2③NH2—CH—CH2—NH2︳︳COON④NH2—CH2—CH2—COOHCOON︳︳⑤NH2—CH—（CH2）3—NH2、3、2、3、3C.2、2、2、4、2答案C解析解答本題時(shí)，要根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式把屬于構(gòu)成人體的氨基酸挑選出來。由于②號(hào)沒有羧基，④號(hào)氨基和羧基沒有同時(shí)連在同一個(gè)碳原子上，所以它們不是組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸。①③⑤是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，它們脫水縮合后形成三肽，由于③號(hào)氨基酸R基上有1個(gè)羧基，⑤號(hào)氨基酸R基上有1個(gè)氨基，因此三肽中有氨基2個(gè)，羧基2個(gè)，肽鍵2個(gè)?？键c(diǎn)三氨基酸、多肽、肽鍵、肽鏈和蛋白質(zhì)的關(guān)系及有關(guān)計(jì)算1.氨基酸、多肽、肽鍵、肽鏈和蛋白質(zhì)的關(guān)系氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位。多個(gè)氨基酸分子脫水縮合形成多肽，肽鍵是多肽結(jié)構(gòu)中連接兩個(gè)氨基酸殘基之間的化學(xué)鍵。肽鏈?zhǔn)嵌嚯牡目臻g結(jié)構(gòu)，它們之間的關(guān)系可歸納如下提醒①肽鍵的正確寫法是—CO—NH—。②脫去的水分子中，H既來自氨基又來自羧基，O來自羧基。2.氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、失去水分子數(shù)及多肽的相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)目肽鏈相對(duì)分子質(zhì)量氨基數(shù)目羥基數(shù)目一條肽鏈amm-1m-1ma-18(m-n)至少1個(gè)至少1個(gè)n條肽鏈amm-nm-nma-18(m-n)至少n個(gè)至少n個(gè)3.氨基酸與相應(yīng)DNA、RNA片段中堿基數(shù)目之間的關(guān)系DNA（基因）mRNA蛋白質(zhì)（性狀）堿基數(shù)6∶堿基數(shù)3∶氨基酸數(shù)1說明真核生物中由已知氨基酸數(shù)目計(jì)算求得的DNA片段中的堿基數(shù)目，相當(dāng)于基因結(jié)構(gòu)中外顯子的堿基數(shù)目。解題技巧1.直鏈肽鏈中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)2.蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)的計(jì)算（1）至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)（2）游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)3.蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計(jì)算（1）N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子總數(shù)（2）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中O原子總數(shù)-脫去水分子數(shù)4.蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)×18提醒在蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算中，若通過圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中含有二硫鍵時(shí)，要考慮脫去氫的相對(duì)分子質(zhì)量，每形成一個(gè)二硫鍵，脫去2個(gè)H。4.（2022年江蘇）下列物質(zhì)中，不在核糖體上合成的是（）A.麥芽糖酶B.核糖核酸C.胰島素D.載體蛋白答案B解析核糖體是細(xì)胞內(nèi)將氨基酸合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，在題目給出的選項(xiàng)中，核糖核酸不屬于蛋白質(zhì)，其合成不在核糖體上。5.據(jù)下圖所示的化合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，請(qǐng)回答問題：（1）該化合物中有（）個(gè)氨基和（）個(gè)羧基。（2）該化合物中有（）種氨基酸構(gòu)成，形成這種化合物的不同氨基酸的R基編號(hào)是（）。（3）該化合物是（）個(gè)氨基酸失去（）分子的水形成的，這種反應(yīng)叫做（）。（4）該化合物中有（）個(gè)肽鍵，編號(hào)是（），該化合物屬于（）。（5）該化合物水解時(shí)被破壞的是（）鍵，使該鍵斷裂的酶是（）。（6）若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為90，則該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量約為（）。（7）合成肽鏈的細(xì)胞器是（），在合成肽鏈時(shí)決定肽鏈的氨基酸種類和順序的是（）。答案（1）22（2）3bdg（3）32脫水縮合反應(yīng)（4）2ce三肽（5）肽肽酶（6）234（7）核糖體信使RNA（mRNA）上堿基排列順序二、實(shí)驗(yàn)流程1.還原糖鑒定6.3.蛋白質(zhì)的鑒定誤區(qū)警示1.實(shí)驗(yàn)材料的選擇（1）還原糖的鑒定實(shí)驗(yàn)中，最理想的實(shí)驗(yàn)材料是含糖量較高的生物組織（或器官），而且組織的顏色較淺，易于觀察?？蛇x用蘋果、梨、白色甘藍(lán)葉、白蘿卜等，但不能選用甜菜、甘蔗，因?yàn)樗鼈兯恼崽鞘且环N非還原糖：馬鈴薯因含淀粉較多也不能還原糖的綠色葉片等做實(shí)驗(yàn)材料,以避免顏色的干擾。（2）脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料最好選富含脂肪的種子。（3）蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)中，最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織，植物材料常用的是大豆，動(dòng)物材料常用的是雞蛋的蛋清。2.斐林試劑與雙縮脲試劑的比較分析比較項(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑不同點(diǎn)使用方法甲液和乙液混合均勻后方可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用使用時(shí)先加A液再加B液呈色反應(yīng)條件需加熱煮沸不需加熱即可反應(yīng)反應(yīng)原理還原糖中的醛基被Cu（OH）2氧化，Cu（OH）2被還原為Cu2O具有兩個(gè)上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2+反應(yīng)生成絡(luò)合物顏色磚紅色紫色濃度乙液CuSO4濃度為0.05g/mLB液CuSO4濃度為0.01g/mL相同點(diǎn)都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用NaOH濃度都是0.1g/mL3.做鑒定蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在鑒定之前，可以留出一部分樣液，以便與鑒定時(shí)樣液的顏色變化作對(duì)比，這樣可以增強(qiáng)說服力。4.蛋白質(zhì)要稀釋主要是防止蛋白質(zhì)與雙縮脲反應(yīng)后粘固在試管壁上，使反應(yīng)不徹底，也不易洗刷試管。對(duì)應(yīng)訓(xùn)練6：（2022年江蘇生物，19）若以雞蛋蛋白液為材料進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蛋白液與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后會(huì)粘固在試管壁上。下列關(guān)于這一現(xiàn)象形成原因的描述中，正確的是（）A.雞蛋蛋白液稀釋不夠，攪拌不勻B.只添加了雙縮脲試劑A，未添加雙縮脲試劑BC.雞蛋蛋白液不是合適的實(shí)驗(yàn)材料D.蛋白液與雙縮脲試劑的反應(yīng)時(shí)間不夠長答案A解析題目已明確指出，已發(fā)生反應(yīng)，說明雙縮脲試劑A和B均已加入；蛋白液濃度較高時(shí)，易形成大分子膠體，具有一定的黏性。7.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作步驟的敘述中，正確的是（）A.用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的鑒定B.脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)中需要用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪滴C.鑒定還原糖時(shí)，要加入斐林試劑甲液搖勻后，再加入乙液D.用于鑒定蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液與B液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現(xiàn)配現(xiàn)用答案B解析本題在于考查學(xué)生的操作是否規(guī)范、正確，是否注意了不同鑒定實(shí)驗(yàn)之間的差別。在選用試劑上容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。斐林試劑與雙縮脲試劑所用溶質(zhì)相同，且所用氫氧化鈉溶液的濃度相同，但二者所用的硫酸銅的質(zhì)量濃度不同。鑒定還原糖時(shí)，是甲、乙兩液現(xiàn)配現(xiàn)用，一次加入；而鑒定蛋白質(zhì)時(shí)要先加A液，再加B液。還原糖、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)是試劑與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，是肉眼可見的；脂肪的鑒定中，由于脂肪滴小且分散在細(xì)胞中，所以需要借助于顯微鏡觀察。蛋白質(zhì)和核酸的組成、結(jié)構(gòu)及功能例1下圖為人體的兩種重要化合物A與B的化學(xué)組成關(guān)系，相關(guān)敘述中正確的是(多選）()HH的種類約有20種，b的種類有8種HH︳︳︳的結(jié)構(gòu)通式可表示為R—C—COOH︳NHNH2是人的遺傳物質(zhì)的種類在神經(jīng)細(xì)胞與表皮細(xì)胞中相同，B則不同答案BC解析根據(jù)圖解可知：由N和C、H、O四種元素組成的小分子化合物是氨基酸，其種類約有20種，由氨基酸構(gòu)成蛋白質(zhì)（A）；由C、H、O和N、P組成的小分子化合物是脫氧核苷酸（人染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，所以排除b是核糖核苷酸的可能），其種類有4種，由脫氧核苷酸再形成DNA（B）。人體不同功能的細(xì)胞，其蛋白質(zhì)的種類可以不同，但核DNA相同。誤區(qū)警示①有關(guān)蛋白質(zhì)形成過程中肽鍵數(shù)及水分子數(shù)的計(jì)算：肽鍵數(shù)=脫下的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈條數(shù)。本題中組成蛋白質(zhì)的肽鏈中有環(huán)狀多肽，因?yàn)榄h(huán)肽首尾氨基酸彼此相連，故形成一個(gè)環(huán)肽時(shí)，比形成一條直鏈肽要多生成一個(gè)水分子。②有關(guān)蛋白質(zhì)中游離的氨基或羧基數(shù)目的計(jì)算a.至少含有的游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈條數(shù)；b.游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈條數(shù)+R基中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)。解題時(shí)，需要注意關(guān)鍵詞：是“至少含有”，還是“共有多少”。③假若有A、B和C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分如下兩情形分析：、B、C三種氨基酸，