组成细胞的元素和化合物课件.ppt
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1、第二章 组成细胞的元素和化合物,宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,第一节 细胞中的元素和化合物学习目标:识记细胞中的元素和化合物掌握检测生物组织中的糖类,脂肪,和蛋白质的方法,并学会自己设计实验知识梳理:生物界与非生物界,元素种类大体相同,元素含量有差异,统一性:,差异性:,组成细胞的元素 大量元素:微量元素:主要元素:含量最高的四种元素:基本元素:质量分数最大的元素:,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo,C、H、O、N、P、S,C、H、O、N,C,O,(干重下含量最高),(鲜重下含量最高),3 组成细胞的化合物 无机化合物 有机化合物,水(含量最高的化合物
2、),无机盐,糖类,脂质,蛋白质(干重中含量最高的化合物),核酸,三、原生质,概念:是细胞内的生命物质,又分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分。,组成细胞的元素,组成细胞的化合物,原生质,细胞膜细胞质细胞核,斐林试剂还原性糖砖红色沉淀 苏丹脂肪橘黄色 苏丹脂肪红色双缩脲蛋白质紫色碘液淀粉蓝色,检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质(1)还原糖的检测和观察 常用材料:试剂:斐林试剂 注意事项:还原糖有 必须 颜色变化:,(甲液:0.1g/ml的NaOH 乙液:0.05g/ml的CuSO4),葡萄糖,果糖,麦芽糖,浅蓝色,棕色,砖红色,用水浴加热,甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中,现配现用,苹果和梨,(
3、2)脂肪的鉴定常用材料:试剂:注意事项:切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊。酒精的作用是:需使用显微镜观察 使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化:,洗去浮色,橘黄色或红色,苏丹或苏丹染液,花生子叶或向日葵种子,显微镜放大倍数=目镜放大倍数物镜放大倍数 目镜放大倍数越高,镜头越短 物镜放大倍数越高,镜头越长是低倍镜还是高倍镜的视野大、视野明亮?为什么?低倍镜的视野大,通过的光多,较亮,放大的倍数小;高倍镜的视野小,通过的光少,较暗,放大的倍数大。为什么要先用低倍镜观察清楚后,把要放大观察的物像移至视野的中央,再换高倍镜观察?如果直接用高倍镜观察,往往由于观察的对象不在视
4、野范围内而找不到。因此,需要先用低倍镜观察清楚,并把要放大观察的物像移至视野的中央,再换高倍镜观察。用转换器转过高倍镜后,转动粗准焦螺旋行不行?不行。用高倍镜观察,只需微调即可。转动粗准焦螺旋,容易压坏玻片。,如何判断细胞和气泡?气泡图像较黑,形状为圆形或椭圆形,里面一片空白。制作临时装片时,取了材料再滴清水,还是滴了清水再取材料先滴清水再取材料在观察前,要先对光,需要转动物镜对准通光孔。用于对光的物镜应该是低倍物镜还是高倍物镜?低倍物镜对光再放玻片标本,还是放了玻片标本再对光?先对光,再放标本看到细胞的物象在视野左上角,在转高倍之前,要把这个物象移到视野的中央,该向哪个方向移动?向左上方移动
5、,(3)蛋白质的鉴定常用材料:试剂:注意事项:先加,再加 鉴定前,留出一部分组织样液,以便对比颜色变化:,双缩脲试剂(A液:0.1g/ml的NaOH B液:0.01g/ml的CuSO4),变成紫色,鸡蛋清,黄豆组织样液,牛奶,A液1ml,B液4滴,(4)淀粉的检测和观察常用材料:马铃薯试剂:颜色变化:,碘液,变蓝,组成生物体的化学元素在生物体中起重要作用,下列几种元素与光合作用的关系叙述中,正确的是 AC是组成碳水化合物的基本元素,在光合作用中C元素从CO2经C3形成(CH2O)BP是构成ATP的必需元素,参与光合作用中光反应和暗反应过程中有ATP的合成 CO是构成有机物的基本元素之一,光合作
6、用制造的有机物中的氧来自CO2DN是叶绿素的组成成分,缺少N会影响植物进行光合作用,ACD,给离体叶绿体提供足够的光合作用原料和反应条件,一段时间后突然撤去光照,在瞬间含量将上升的物质是 A.H B.ADP C.C5化合物 D.C3化合物,BD,绿色植物在暗室中可以消耗 AADP BCO2 CO2 D(CH2O),ACD,14、下表是人体和玉米所含的几种化学元素的含量(占细胞干重的质量分数/),读表回答下列问题:,(1)在上述10种元素中,最可能是碳元素的是,最可能是微量元素的是(填写序号)。(2)分析比较上表,可以得出哪些结论?,2,10,组成生物体的元素大体相同;不同生物体内各种化学元素的
7、含量相差很大。,细胞是多种化学元素和化合物构成的生命系统。通过分析这个系统的物质组成有助于认识这个最基本的生命系统。请分析回答下列问题:(1)细胞中的水以结合水和自由水两种形式存在,细胞代谢越旺盛,其中结合水与自由水的比值会_。(2)参与细胞内复杂化合物的组成,维持细胞形态、酸碱平衡及其他一些生命活动都具重要作用的物质是_。(3)右图表示了细胞内某些重要 化合物的元素组成及相互关系:,图中X、Y代表的化学元素分别是:_。组成分子a的含氮碱基种类共_种。根据化合物中元素组成的不同,通过同位素标记法可以研究化合物在生物体中的作用。如在“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验中,要区分蛋白质和DNA在生物遗传中
8、的作用,一般要对DNA的_元素进行标记,而对蛋白质则是标记其组成中的_元素。,利用同位素作为示踪元素,标记特定的化合物以追踪物质运行和变化过程的方法叫做同位素标记法。下列各项所选择使用的同位素及相关结论不正确的是(),A,生物学研究所选择的技术(方法)不正确的是 A.用3H标记尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的复制 B孟德尔研究杂交的实验方法:假使-演绎法 C.用层析液提取叶绿体中的色素D萨顿的假说:类比推理,AC,常温下进行下列处理,有显色反应的是:()A用吡罗红处理DNA B用碘液处理淀粉溶液C在豆浆中加入双缩脲试剂 D在葡萄糖溶液中加入斐林试剂,ABC,下列试剂与鉴定的物质及颜色变化对应正确的
9、一组是:()A.双缩脲试剂-蛋白质-紫色;健那绿染液-线粒体-蓝绿色B.苏丹染液-脂肪-橘黄色;碘液-淀粉-蓝色;重铬酸钾溶液-酒精-灰绿色C.甲基绿-DNA-绿色;苏丹染液-脂肪-红色;斐林试剂-麦芽糖-砖红色D.龙胆紫染液-染色体-紫色;吡罗红-DNA-红色,ABC,生命活动的主要承担者蛋白质,一 氨基酸及其种类 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。结构要点:每种氨基酸都至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类由 决定。,R基(侧链基团),NH2,请写出下面两种氨基酸的R基?,8种必需氨基酸,甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、苯丙
10、氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苏氨酸,请同学们阅读课本p21到p22,初步了解脱水缩合肽键二肽、三肽、多肽这几个概念。,1.氨基酸形成二肽,COOH,H,NH2,C,R1,COOH,H,H N,C,R2,氨基酸形成二肽,H,CO,H,NH2,C,R1,COOH,H,N,C,R2,氨基酸形成二肽,H,H2O,肽键,肽键,肽键,肽键,肽键,一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,脱去一分子的水,这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键(CONH)叫做肽键。由两分子氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做 二肽。由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫做多肽。多肽所呈的
11、链状结构叫做肽链。多肽链具备一定的空间结构后即为蛋白质。因此蛋白质与多肽的差别在于有无空间结构。,二 蛋白质的结构,氨基酸 二肽 三肽 多肽 多肽链 一条或若干条多肽链盘曲折叠 蛋白质,三 蛋白质的功能,1.构成细胞和生物体结构的重要物质()2.催化细胞内的生理生化反应()3.运输载体()4.传递信息,调节机体的生命活动()5.免疫功能(),肌肉毛发,酶,血红蛋白,胰岛素,抗体,二 知识梳理,(6)蛋白质的功能 组成细胞和生物体的重要物质:染色体中的蛋白质、经发酵产生的菌体产品叫做 调节作用:生长激素、生长激素释放抑制因子、胰岛素、胰高血糖素、抗利尿激素各有什么作用?生长 激素、胰岛素、胰高血
12、糖素、抗利尿激素_免疫作用:抗体、和 等淋巴因子。运输作用:血红蛋白运输O2物质交换:生物膜上的载体 催化作用:能源物质:严重营养不良或空腹喝牛奶,蛋白质会分解供能,复习资料:几种酶的比较DNA限制酶作用于磷酸二酯键 DNA连接酶作用于磷酸二酯键DNA聚合酶作用于磷酸二酯键DNA解旋酶作用于氢键,限制性核酸内切酶(以下简称限制酶):限制酶主要存在于微生物(细菌、霉菌等)中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶(“分子手术刀”)。发现于原核生物体内,现已分离出100多种,几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重组DNA
13、技术和基因诊断中重要的一类工具酶。例如,从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开。目前已经发现了200多种限制酶,它们的切点各不相同。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因,就能被某种限制酶切割下来。在基因工程中起作用。,DNA连接酶:主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键,起连接作用,在基因工程中起作用。DNA聚合酶:主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,在DNA复制中起做用。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二
14、酯键。DNA聚合酶是以一条DNA链为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。,RNA聚合酶(又称RNA复制酶、RNA合成酶)的催化活性:RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板,转录时DNA的双链结构部分解开,转录后DNA仍然保持双链的结构。真核生物RNA聚合酶:真核生物的转录机制要复杂得多,有三种细胞核内的RNA聚合酶:RNA聚合酶I转录rRNA,RNA聚合酶II转录mRNA,RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。在RNA复制和转录中起作用。反转录酶:RNA指导的DNA聚合酶,具
15、有三种酶活性,即RNA指导的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中,作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。在基因工程中起作用。,解旋酶:是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构。在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。大部分的移动方向是53,但也有35移到的情况,如n蛋白在174以正链为模板合成复制形的过程中,就是按35移动。在DNA复制中起做用。DNA限制酶作用于磷酸二酯键 DNA连接酶作用于磷酸二酯键DNA聚合酶作用于磷酸二酯键DNA解旋酶作用于氢键,导致蛋白质结构多样性因此,蛋
16、白质具有复杂的空间结构蛋白质结构多样性导致蛋白质的 多样性。,构成蛋白质的氨基酸的,数目,,排列顺序,,以及多肽链的折叠方式不同,种类,,四 蛋白质分子多样性的原因,功能的,氨基酸、多肽和蛋白质的关系,知识回顾:,高中生物学中我们遇到的计算题目主要有:一、关于蛋白质的计算。二、光合作用、呼吸作用的计算。三、关于细胞分裂的计算。四、遗传学中的计算。五、基因频率的计算。六、能量流动的计算。七、种群大小的计算。,一、氨基酸的脱水缩合,A1A2A3An多肽(n1)H2O,2,1,2,4,3,1,3,5,7,9,5,6,6,8,4,7,514,918,716,6814,(97)214,由n个氨基酸脱水缩
17、合形成有 m条肽链组成的蛋白质,则该蛋白质中含有(nm)个肽键,失去(nm)个水分子。这样由n个氨基酸分子缩合成有m条肽链的蛋白质,至少含有氨基或羧基数目为m个,其相对分子质量则减少(nm)18。若氨基酸平均分子质量为128,则蛋白质的分子质量为:128n(nm)18110n18m。,肽键数失水数氨基酸总数肽链数,例题1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A4573 B3574 C4570 D4574,解析氨基酸总数(m)肽链数(n)肽键数脱水数,依题得:128m(mn)1863212,即110m18n63212,63
18、212110的整数为:m574,余数7218的整数为:n4。答案:D,例题2已知某蛋白质分子由两条多肽链组成,在合成蛋白质的过程中生成了3.01021g的水。求指导合成蛋白质的基因中至少有碱基多少个?,解析先求水的物质的量:3.01021g18g/mol1/61021mol求水分子数:1/610216.0231023100求蛋白质中氨基酸数:1002102求基因中的碱基数:1026612答案为612个。,一、关于蛋白质的计算。这类题目主要考查对蛋白质结构的认识及基因表达过程的理解。,答案:(51-2)18+68885332306,注意:SS的形成,两个巯基(SH)相连脱去就形成的二硫键(SS)
19、。有的巯基是在两条键之间形成,而有的则在同一条键上形成。,两个H,相关计算 P22 问题,N个氨基酸形成1条肽链,至少有1个氨基、1个羧基形成m条肽链,至少有m个氨基、m个羧基,蛋白质相对质量的计算:,n a(nm)18 n氨基酸个数,m形成肽链数,a每个的氨基酸的平均相对分子质量,(nm)失去水的分子个数,18水的相对分子质量,规律方法 1、构成生物体的蛋白质的20种氨基酸的结构通式为:,根据R基的不同分为不同的氨基酸。氨基酸分子中,至少含有一个 NH2和一个 COOH位于同一个C原子上,由此可以判断属于构成蛋白质的氨基酸。2、n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链时,共脱去(nm)个水分子,形成
20、 个肽键,至少存在 个NH2和COOH,形成的蛋白质的分子量为,(nm),n氨基酸的平均分子量18(nm),m,NH2,蛋白质变性蛋白质分子的空间结构发生了变化,蛋白质分子在物理或化学因素的影响下,原有的空间构象发生改变,从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。,下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗?(1)临床工作中为什么要用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌?,(4)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。,(3)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。,(2)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。,血渍、牛奶的主要成分是蛋白质,一般温度下,蛋白质能以胶体的形态溶解于水中,一旦受热,它就会凝固
21、起来,不易溶解于水。,绝大多数酶为蛋白质成分,蛋白质在高温时会变性,失去蛋白酶的功能。,加热以后,具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开,这是蛋白质的变性,蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。,典型例题1.人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键,形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合的过程中生成的水分子数分别是()A 145和144 B 145和145 C 145和146 D 146和145 2.已知20种氨基酸的平均分子量是128,现有一蛋白质分子由两条多肽链组成,共有肽键98个,此蛋白质的分子量()A 12800 B 12544 C 11036 D 12288,D,C,四 真题回放,1.
22、(2006北京)蛋白质是生命活动的体现者,下面有关蛋白质的叙述,正确的是()A不同生物体蛋白质的组成元素是不同的 B不同生物体组成蛋白质的基本单位不同 C不同生物体蛋白质中氨基酸序列有差异 D不同生物体蛋白质的功能一定不相同答案 C,1、2个氨基酸分子缩合形成二肽,并生成一分子水,这分子水中的氢来自()A.羧基 B.氨基C.羧基和氨基 D.连接在碳原子上的氢,2、谷氨酸的R基为C3H5O2,在一个谷氨酸分子中,含有碳和氧的原子数分别是()A.4、4 B.5、4 C.4、5 D.5、5,3、人体免疫球蛋白由4条肽链构成,共有764个氨基酸,则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是()A.
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