教師參考高中生物人教必修同課異構細胞中元素和化合物

1、第二章 組成細胞的分子第1節(jié) 細胞中的元素和化合物元素元素 地殼地殼細胞細胞O48.6065.0Si26.30極少極少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0組成地殼和組成細胞的部分元素含量（組成地殼和組成細胞的部分元素含量（% % ）表）表問題探討問題探討比較組成地殼和組成細胞的比較組成地殼和組成細胞的部分元素的含量，你的結論部分元素的含量，你的結論是？是？1 . 1 . 組成細胞的化學元素在無組成細胞的化學元素在無 機自然界中都能找到，沒機自然界中都能找到，沒 有一種為細胞所特有有一種為細胞所特有生命的物質性（生生命的物質性（生物與非生物具有統(tǒng)物與非生物具有統(tǒng)一性）一性）2

2、. 2 . 細胞與非生物相比，各種元細胞與非生物相比，各種元素的相對含量又大不相同素的相對含量又大不相同生命的特殊性生命的特殊性組成人體細胞的主要元素（占細組成人體細胞的主要元素（占細胞胞鮮重鮮重和和干重干重的百分比）的百分比）問題問題1 . 1 . 組成細胞組成細胞的元素種類是的元素種類是否僅為圖中所否僅為圖中所示？示？2 . 2 . 組成細胞組成細胞的化學元素的的化學元素的含量百分比是含量百分比是否都相同？有否都相同？有何規(guī)律？何規(guī)律？ 組成細胞的元素組成細胞的元素組成細胞的元素有組成細胞的元素有20多種多種種種類類大量大量元素元素C 、 H 、O 、N 、P、S、K、Ca、Mg基本元素基

3、本元素最基本元素最基本元素微量微量元素元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo化合物化合物質量百分比質量百分比水水占占8590無機鹽無機鹽占占11.5蛋白質蛋白質占占710都含有都含有C、 H、O脂質脂質占占12糖類和核酸糖類和核酸 占占11.5 組成細胞的化合物組成細胞的化合物右表表示組成右表表示組成細胞的主要化細胞的主要化合物及其相對合物及其相對含量，請閱讀含量，請閱讀后回答教材后回答教材1717頁中的頁中的“思考思考與討論與討論”1 . 1 . 分子的組成中是否含有分子的組成中是否含有“C”C”元素元素2 . 2 . 分別是蛋白質和水；前者是生命活動的承擔分別是蛋白質和水；前者是生命活動的承

4、擔 者，后者是生命之源者，后者是生命之源組成細胞組成細胞的化合物的化合物無機物無機物有機物有機物水水無機鹽無機鹽糖類糖類脂質脂質蛋白質蛋白質核酸核酸討論討論3.3.提示：提示： 植物的葉肉細胞、果實細胞和種子的細胞中通常植物的葉肉細胞、果實細胞和種子的細胞中通常含有較多的糖類、脂質和蛋白質。如禾谷類的果實、種含有較多的糖類、脂質和蛋白質。如禾谷類的果實、種子中含淀粉（多糖）較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖子中含淀粉（多糖）較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻種子中含脂質多；大豆種子中含蛋白質多；花生、芝麻種子中含脂質多；大豆種子中含蛋白質多，等等。要想從植物的果實、種子中獲得糖類、脂質多

5、，等等。要想從植物的果實、種子中獲得糖類、脂質和蛋白質，就要設法使細胞破碎，再將這些物質提取出和蛋白質，就要設法使細胞破碎，再將這些物質提取出來。來。第2節(jié) 生命活動的主要承擔者蛋白質問題：問題： 你在購買食品時會發(fā)現蛋白質是許多食品的重你在購買食品時會發(fā)現蛋白質是許多食品的重要成分，有時你還會看到添加某些氨基酸的食品。為什要成分，有時你還會看到添加某些氨基酸的食品。為什么這些食品要添加氨基酸？么這些食品要添加氨基酸？氨基酸是構成蛋白質的基本單位氨基酸是構成蛋白質的基本單位一、氨基酸及其種類一、氨基酸及其種類甘氨酸甘氨酸 纈氨酸纈氨酸 賴氨酸賴氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 氨基氨基羧基羧基思考與討論

6、：思考與討論：1 . 1 . 這些氨基這些氨基酸在結構上有酸在結構上有什么共同特點？什么共同特點？2 . 2 . 不同氨基不同氨基酸在結構上的酸在結構上的區(qū)別在哪里？區(qū)別在哪里？R R基基氨基酸的特點：氨基酸的特點： 1 . 每一個氨基酸至少都有一個氨基和一個羧基，并每一個氨基酸至少都有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上氨基酸的結構通式：氨基酸的結構通式：CH3甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸 R 判斷：判斷： 1 . 下列氨基酸中屬于構成蛋白質的氨基下列氨基酸中屬于構成蛋白質的氨基 酸的有（酸的有（ ）ABC

7、DBD判斷判斷2 . 2 . 下列有關氨基酸的敘述，正確的是（下列有關氨基酸的敘述，正確的是（ ）D D A. A.構成蛋白質的氨基酸都含有一個氨基和一個羧基，構成蛋白質的氨基酸都含有一個氨基和一個羧基，而且都連接在一起而且都連接在一起 B.B.人體細胞內的氨基酸都必須從食物中獲得人體細胞內的氨基酸都必須從食物中獲得 C.C.構成蛋白質的氨基酸都是由構成蛋白質的氨基酸都是由C C、H H、O O、N N這四種元素這四種元素構成的構成的 D.D.不同氨基酸結構的不同在于不同氨基酸結構的不同在于R R基的不同基的不同 3 . 3 . 某氨基酸分子含有兩個氨基（某氨基酸分子含有兩個氨基（NHNH2

8、2），其中一），其中一個氨基和羧基連在同一個碳原子上，則另一個氨基的位置個氨基和羧基連在同一個碳原子上，則另一個氨基的位置就是就是 （ ） A.A.和羧甲基連在同一個碳原子上和羧甲基連在同一個碳原子上 B.B.一定在羧基上一定在羧基上 C.C.在在R R基上基上 D. D.與氨基端相連與氨基端相連C C 上圖（上圖（P P2121圖圖2424）是由氨基酸形成蛋白質的示意）是由氨基酸形成蛋白質的示意圖，請仔細觀察并進行思考討論（圖，請仔細觀察并進行思考討論（P P2222）思考與討論 1 .氨基酸氨基酸多肽多肽一條肽鏈盤曲折疊一條肽鏈盤曲折疊多條肽鏈盤曲折疊多條肽鏈盤曲折疊蛋白質蛋白質思考與討論

9、 2 .2 .食物食物蛋白蛋白胃、胰、胃、胰、腸蛋白酶腸蛋白酶多肽多肽腸肽酶腸肽酶氨基酸氨基酸吸收吸收人體內氨人體內氨基酸基酸合成合成 人體蛋人體蛋白質白質（與植物蛋白的結構（與植物蛋白的結構 和功能都不相同）和功能都不相同） 思考與討論 3 .3 .由由n n個氨基酸所構成的肽鏈的種類數是個氨基酸所構成的肽鏈的種類數是2020n n種種R1OCNH2C OHH 二、蛋白質的結構及多樣性二、蛋白質的結構及多樣性CCOOHHNR2H HHCOOHCHNR2HOHR1CNH2C HOOHHH2O 肽鍵肽鍵二肽二肽R R1 1C CN NC C H HO OCOOHCOOHC CH HN NR R2

10、 2H HH H三肽三肽HR R3 3C CNHNH2 2C C H HO OR R1 1OOC CNHNH2 2C OHC OHHHC CCOOHCOOHH HN NR R2 2H H H+C CCOOHCOOHHHN NR R1 1R R2 2OOHHC CNHNH2 2C CHH+H2O二肽二肽三肽三肽多肽多肽肽鏈肽鏈脫水縮脫水縮合合二、蛋白質結構的多樣性1 . 1 . 蛋白質的形成及結構氨基酸氨基酸脫水縮合脫水縮合多肽多肽（肽鏈）（肽鏈）蛋白質蛋白質一條肽鏈盤曲折疊一條肽鏈盤曲折疊多條肽鏈盤曲折疊多條肽鏈盤曲折疊肽鏈形成過程中失去的水分子數肽鏈形成過程中失去的水分子數 = = 肽鏈中的

11、肽鍵肽鏈中的肽鍵 數數 = n 1= n 1（n n代表氨基酸的數量）代表氨基酸的數量）蛋白質的肽鍵數蛋白質的肽鍵數 = n m= n m（m m代表肽鏈數）代表肽鏈數） 例：胰島素是一種蛋白質分子，它含有例：胰島素是一種蛋白質分子，它含有兩條肽鏈，兩條肽鏈，鏈含有鏈含有2121個氨基酸，個氨基酸，鏈含鏈含有有3030個氨基酸，二條多肽鏈通過個氨基酸，二條多肽鏈通過2 2個二硫個二硫鍵（二硫鍵是由鍵（二硫鍵是由2 2個個SHSH連接而成的）連連接而成的）連接，在接，在鏈長也形成了一個二硫鍵。其結構如右圖。鏈長也形成了一個二硫鍵。其結構如右圖。 （1 1）該分子的）該分子的5151個氨基酸彼此之

12、間是通過個氨基酸彼此之間是通過_結合而成的；這結合而成的；這5151個氨基酸形成胰島素后，分子量比原來個氨基酸形成胰島素后，分子量比原來少了少了_。 （2 2）人體中的胰島素含量過低，會導致）人體中的胰島素含量過低，會導致_病，治病，治療可以肌注胰島素，但不能口服，其原因是療可以肌注胰島素，但不能口服，其原因是_。脫水縮合脫水縮合888888糖尿糖尿 胰島素是蛋白質類激素，口服后會在消化道消化而失去作胰島素是蛋白質類激素，口服后會在消化道消化而失去作用用 例：胰島素是一種蛋白質分子，它含有例：胰島素是一種蛋白質分子，它含有兩條肽鏈，兩條肽鏈，鏈含有鏈含有2121個氨基酸，個氨基酸，鏈含鏈含有有

13、3030個氨基酸，二條多肽鏈通過個氨基酸，二條多肽鏈通過2 2個二硫個二硫鍵（二硫鍵是由鍵（二硫鍵是由2 2個個SHSH連接而成的）連連接而成的）連接，在接，在鏈長也形成了一個二硫鍵。其結構如右圖。鏈長也形成了一個二硫鍵。其結構如右圖。 （1 1）該分子的）該分子的5151個氨基酸彼此之間是通過個氨基酸彼此之間是通過_結合而成的；這結合而成的；這5151個氨基酸形成胰島素后，所失去的水的個氨基酸形成胰島素后，所失去的水的相對分子量是相對分子量是_。 （2 2）人體中的胰島素含量過低，會導致）人體中的胰島素含量過低，會導致_病，治病，治療可以肌注胰島素，但不能口服，其原因是療可以肌注胰島素，但不

14、能口服，其原因是_。脫水縮合脫水縮合882882糖尿糖尿 胰島素是蛋白質類激素，口服后會在消化道消化胰島素是蛋白質類激素，口服后會在消化道消化而失去作用而失去作用想一想 人的紅細胞和心肌細胞的主要成分都是蛋白質，但這兩種細胞的功能卻完全不同。你能對這種現象做出合理解釋嗎？ 組成人體紅細胞和心肌細胞的蛋白質分子的結構不同組成人體紅細胞和心肌細胞的蛋白質分子的結構不同2 . 2 . 蛋白質結構的多樣性 (1) (1)構成蛋白質的氨基酸的種類不同（約構成蛋白質的氨基酸的種類不同（約2020種）種） (2) (2)構成蛋白質的氨基酸的數目成百上千構成蛋白質的氨基酸的數目成百上千 假設用假設用1 1、2

15、 2、3 3代表三種氨基酸，它們可以構成代表三種氨基酸，它們可以構成多少多少 種四肽？種四肽？ (3) (3)構成蛋白質的氨基酸的排列順序千變萬化構成蛋白質的氨基酸的排列順序千變萬化 肽鏈還要進一步盤曲折疊才能形成蛋白質，其盤肽鏈還要進一步盤曲折疊才能形成蛋白質，其盤曲折疊的方式是否相同？如若不同，其所形成的蛋白曲折疊的方式是否相同？如若不同，其所形成的蛋白質的結構是否會相同？質的結構是否會相同？ (4) (4)肽鏈盤曲折疊的方式及所形成的蛋白質的空間結肽鏈盤曲折疊的方式及所形成的蛋白質的空間結構千差萬別構千差萬別 功能決定于結構功能決定于結構三、蛋白質的功能觀察教材觀察教材2323頁圖頁圖2

16、727，自我小結蛋白質的功能，自我小結蛋白質的功能1 . 1 . 細胞和生物體結構的重要物質細胞和生物體結構的重要物質結構蛋白結構蛋白2 . 2 . 催化、運輸、調節(jié)、免疫催化、運輸、調節(jié)、免疫功能蛋白功能蛋白一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者動的主要承擔者小結小結 1 . 1 . 氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基, ,且有一個且有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上;R;R基的不同基的不同, ,導致導致氨基酸的結構不同（約氨基酸的結構不同（約2020種）。種）。

17、 2 . 2 . 氨基酸通過肽鍵連接成肽鏈氨基酸通過肽鍵連接成肽鏈, ,并進一步盤曲折疊并進一步盤曲折疊形成有一定空間結構的蛋白質。形成有一定空間結構的蛋白質。 3 . 3 . 由于構成蛋白質的氨基酸的種類不同、數目成百由于構成蛋白質的氨基酸的種類不同、數目成百上千、排列順序千變萬化、盤曲折疊而形成的空間結構千上千、排列順序千變萬化、盤曲折疊而形成的空間結構千差萬別，導致蛋白質的多樣性。差萬別，導致蛋白質的多樣性。 4 . 4 . 蛋白質是細胞和生物體的重要結構物質，還有催蛋白質是細胞和生物體的重要結構物質，還有催化、調節(jié)、運輸、免疫等功能，所以說蛋白質是生命活動化、調節(jié)、運輸、免疫等功能，所

18、以說蛋白質是生命活動的主要承擔者。的主要承擔者。 課課 堂堂 練練 習習 1 . 1 . 人體免疫球蛋白中人體免疫球蛋白中IgGIgG由四條肽鏈構成，共有由四條肽鏈構成，共有764764個氨基酸，則該蛋白質分子中至少有游離的氨基和羧基數個氨基酸，則該蛋白質分子中至少有游離的氨基和羧基數分別是分別是 （ ） A.764A.764和和764 B.760764 B.760和和760760 C.762 C.762和和762 D.4762 D.4和和4 4D D 2 . 2 . 下列各項中，正確表示肽鍵的是下列各項中，正確表示肽鍵的是 （ ） A. CONHA. CONH2 2 B. CON B. CO

19、N2 2H H2 2 C. NH C. NH2 2CO D. CONHCO D. CONHD D 3 . 3 . 胰島素和大多數酶都是蛋白質，但它們的功能卻胰島素和大多數酶都是蛋白質，但它們的功能卻不相同，這是因為不相同，這是因為 ( ( ） A.A.氨基酸的種類和數目不同氨基酸的種類和數目不同 B.B.氨基酸的排列順序不同氨基酸的排列順序不同 C.C.蛋白質的空間結構不同蛋白質的空間結構不同 D. D.以上都是以上都是D D 4 . 4 . 關于蛋白質功能的錯誤敘述是關于蛋白質功能的錯誤敘述是 （ ） A.A.細胞和生物體的結構物質細胞和生物體的結構物質 B.B.調節(jié)細胞和生物體的新陳代謝調

20、節(jié)細胞和生物體的新陳代謝 C.C.細胞和生物體的主要能源物質細胞和生物體的主要能源物質 D.D.參與細胞的免疫作用參與細胞的免疫作用C C （1 1）上述結構中氨基是（）上述結構中氨基是（ ）；羧基是（）；羧基是（ ）；肽）；肽鍵是（鍵是（ ）。）。 （2 2）該化合物由）該化合物由_種氨基酸組成，該化合物稱種氨基酸組成，該化合物稱_肽。肽。 （3 3）形成該化合物的反應叫做）形成該化合物的反應叫做_ ,_ ,在這個過程在這個過程中，相對分子質量減少了中，相對分子質量減少了_。 5 . 5 . 根據以下化合物的結構示意圖，回答問題：根據以下化合物的結構示意圖，回答問題：2 2三三脫水縮合脫水縮

21、合3636組成細胞組成細胞的化合物的化合物無機物無機物有機物有機物水水無機鹽無機鹽糖類糖類脂質脂質蛋白質蛋白質核酸核酸判斷：判斷： 1 . 下列氨基酸中屬于構成蛋白質的氨基下列氨基酸中屬于構成蛋白質的氨基 酸的有（酸的有（ ）ABCDBD判斷判斷2 . 2 . 下列有關氨基酸的敘述，正確的是（下列有關氨基酸的敘述，正確的是（ ）D D A. A.構成蛋白質的氨基酸都含有一個氨基和一個羧基，構成蛋白質的氨基酸都含有一個氨基和一個羧基，而且都連接在一起而且都連接在一起 B.B.人體細胞內的氨基酸都必須從食物中獲得人體細胞內的氨基酸都必須從食物中獲得 C.C.構成蛋白質的氨基酸都是由構成蛋白質的氨基