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2019-2020年高中生物 有機(jī)化合物及生物大分子教案 浙科版必修1 導(dǎo)學(xué)誘思 一、碳化合物 1.有機(jī)化合物的概念：指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽等以外的幾乎所有含碳化合物。 2.核心元素：碳是所有生命系統(tǒng)中的核心元素。 （1）碳原子結(jié)構(gòu)：一個(gè)碳原子由6個(gè)質(zhì)子、6個(gè)中子和6個(gè)電子構(gòu)成。 （2）碳原子形成的化學(xué)鍵：與氫、氧、氮及硫等形成共價(jià)鍵，碳原子之間以單鍵、雙鍵或三鍵相結(jié)合，形成不同長度的鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為有機(jī)物的碳骨架。 3.有機(jī)化合物：4大類：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸。 二、有機(jī)化合物 1.糖類的種類和功能 （1）組成元素：糖類由C、H、O三種元素組成。 （2）結(jié)構(gòu)單元：單糖。 （3）種類：糖類包括單糖、二糖和多糖等。 （4）功能：糖類是生物體維持生命活動(dòng)的主要能源，也是生物體重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。 趣味思考:某人患急性腸胃炎，不能進(jìn)食，醫(yī)生用5%的葡萄糖溶液進(jìn)行靜脈注射，病人雖未進(jìn)食，但是不感到饑餓，為什么？ 提示:葡萄糖是生命活動(dòng)的主要能源，靜脈注射5%的葡萄糖溶液，實(shí)際是為病人補(bǔ)充能源物質(zhì)，所以病人雖未進(jìn)食，并不感到饑餓。 2.脂質(zhì)的種類和功能 （1）組成元素：主要由C、H、O三種元素組成。氧原子含量較糖類中的少。 （2）結(jié)構(gòu)單元：甘油和脂肪酸。 （3）種類和功能 ①磷脂：磷脂是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)。 ②脂肪：貯能物質(zhì)。 ③膽固醇在細(xì)胞中具有重要功能。 趣味思考:我們每天坐在凳子上，能夠輕松愉快地上完每一個(gè)45分鐘，并不感到臀部肌肉疼痛，你知道是什么原因嗎？ 提示:是因?yàn)橥尾坑泻芏嘀?，脂肪有緩沖機(jī)械壓力的作用。 3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 （1）組成元素：C、H、O、N，大部分蛋白質(zhì)含S。 （2）基本單位：氨基酸。 ①通式： ②共性：都有一個(gè)氨基和羧基連在同一個(gè)碳原子上。 ③種類：由R基決定。 ④連接：肽鍵：通過兩個(gè)氨基酸的脫水縮合形成。 （3）結(jié)構(gòu)：由許多氨基酸通過肽鍵連接成肽鏈，一條或多條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵連接成蛋白質(zhì)。 （4）特點(diǎn)：由于組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸和種類、數(shù)目、排列順序不同，以及構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)差異，蛋白質(zhì)分子具有多樣性。 （5）功能：催化、運(yùn)輸（如載體）、收縮和運(yùn)動(dòng)、有機(jī)體結(jié)構(gòu)、防御（如抗體）等。 趣味思考:人體細(xì)胞呼吸作用時(shí)刻需要氧氣的供應(yīng)，你知道是什么物質(zhì)源源不斷地運(yùn)輸氧氣到組織細(xì)胞嗎？它存在于什么細(xì)胞中？ 提示:血紅蛋白，它存在于人體的紅細(xì)胞中。 4.核酸的結(jié)構(gòu)和功能 （1）種類：核酸可以分為核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類。 （2）功能：儲(chǔ)存遺傳信息，決定細(xì)胞和整個(gè)生物體的遺傳特性。 趣味思考:你家養(yǎng)的大貓生了兩只小貓，為什么沒有生小豬？ 提示:小貓和大貓的核酸相同。生物的遺傳由核酸控制。大貓的核酸攜帶的遺傳信息是控制貓性狀的。 5.鑒定生物組織中的糖類 （1）鑒定淀粉 ①實(shí)驗(yàn)原理：淀粉＋碘—碘化鉀→變藍(lán)。 ②實(shí)驗(yàn)步驟：取2 mL淀粉上清液，放入5滴碘—碘化鉀溶液。 ③實(shí)驗(yàn)結(jié)果：溶液變藍(lán)。 （2）鑒定（葡萄糖）還原糖 實(shí)驗(yàn)原理：還原糖＋本尼迪特試劑磚紅色沉淀。 ②實(shí)驗(yàn)步驟：取2 mL葡萄糖溶液加入試管→加入2 mL本尼迪特試劑，振蕩試管→熱水浴2～3 min觀察顏色變化情況。 ③實(shí)驗(yàn)結(jié)果：磚紅色沉淀。 6.檢測生物組織中的油脂 （1）實(shí)驗(yàn)原理：蘇丹Ⅲ＋油脂→出現(xiàn)橙黃色。 （2）實(shí)驗(yàn)步驟：切片→染色→制片→用顯微鏡觀察。 7.蛋白質(zhì)的鑒定 （1）實(shí)驗(yàn)原理：蛋白質(zhì)＋雙縮脲試劑→紫色。 （2）實(shí)驗(yàn)步驟：取2 mL蛋白質(zhì)溶液加入試管→向試管中先加入2 mL的雙縮脲試劑溶液A→再向試管中加入5滴雙縮脲試劑溶液B→觀察試管顏色變化。 （3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：出現(xiàn)紫色。 8.檢測細(xì)胞中的DNA和RNA （1）原理：①DNA主要分布于細(xì)胞核，RNA主要分布于細(xì)胞質(zhì)。 ②甲基綠使細(xì)胞核中的DNA呈現(xiàn)藍(lán)綠色，派洛寧使細(xì)胞質(zhì)中RNA呈現(xiàn)紅色。 （2）實(shí)驗(yàn)步驟：涂片→水解→漂洗→染色→觀察。 核心解讀 1．注意各種能源物質(zhì)的區(qū)分 （1）糖類的種類和功能[] 種類 分子式 分布 生理功能 單糖 五碳糖 核糖[] C5H10O5 動(dòng)植物細(xì)胞 五碳糖是構(gòu)成核酸的重要物質(zhì) 脫氧核糖 C5H10O4 六碳糖 葡 萄 糖 C6H12O6 五碳糖是構(gòu)成核酸的重要物質(zhì) 二糖 蔗糖 C12H22O11 植物細(xì)胞 能水解成葡萄糖 麥芽糖 乳糖 動(dòng)物細(xì)胞 多糖 淀粉 （C6H10O5）n 植物細(xì)胞 淀粉是植物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì) 纖維素 纖維素是細(xì)胞壁的主要成分 糖元 植物細(xì)胞 糖元是動(dòng)物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì) （2）脂質(zhì) 種類 生理功能 元素組成 脂肪 儲(chǔ)能、保溫、緩沖機(jī)械壓力 C、H、O 磷脂 構(gòu)建生物膜 C、H、O、N、P 固 醇 膽固醇 細(xì)胞膜的重要成分 C、H、O 性激素 促進(jìn)性腺的發(fā)育和性細(xì)胞的生成和正常的性周期 C、H、O 維生素D 促進(jìn)人體對(duì)鈣、磷的吸收和利用 C、H、O 規(guī)律總結(jié) ①動(dòng)植物共有的糖是葡萄糖、核糖和脫氧核糖。 ②植物特有的糖是果糖、麥芽糖、淀粉和纖維素。 ③動(dòng)物特有的糖是乳糖和糖元。 ④動(dòng)植物共有的貯能物質(zhì)是脂肪，植物特有的貯能物質(zhì)是淀粉，動(dòng)物特有的貯能物質(zhì)是糖元。 ⑤含H多的有機(jī)物細(xì)胞呼吸時(shí)產(chǎn)生的H多，耗氧多，產(chǎn)生的能量多，產(chǎn)生的水多。 2.氨基酸、肽鍵和肽鏈的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）氨基酸 每個(gè)氨基酸分子都具有中心碳原子，至少都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在該碳原子上。注意理解“至少”的含義，比如當(dāng)R基含有氨基和羧基時(shí)，這個(gè)氨基酸分子就不止有一個(gè)氨基和羧基了，同時(shí)還要注意氨基酸分子中都有一個(gè)氨基和羧基直接連在同一個(gè)碳原子上。 規(guī)律總結(jié) 決定氨基酸種類和性質(zhì)的是氨基酸的R基。 （2）肽鍵：連接兩個(gè)氨基酸分子的那個(gè)鍵（—CO—NH—）叫肽鍵。 （3）多肽 ①由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，因其呈鏈狀，也稱肽鏈。 ②注意區(qū)分肽、肽鍵和肽鏈：肽鍵是肽的連接結(jié)構(gòu)，而肽鏈?zhǔn)请牡囊环N形式。 規(guī)律總結(jié) ①氨基酸間脫水縮合時(shí)，原來的氨基和羧基已不存在，形成的化合物即多肽的一端只有一個(gè)氨基，另一端只有一個(gè)羧基（不計(jì)R基上的氨基數(shù)和羧基數(shù)）。所以對(duì)于一條多肽來說，至少應(yīng)有的氨基和羧基數(shù)都是一個(gè)。 ②若有n個(gè)氨基酸分子縮合成m條肽鏈，則可形成（n－m）個(gè)肽鍵，脫去（n－m）個(gè)水分子，至少有—NH2和—COOH各m個(gè)。 ③蛋白質(zhì)分子可以含有一條或m條肽鏈，肽鏈通過化學(xué)鍵（不是肽鍵）互相連接，具有不同的空間結(jié)構(gòu)。 ④關(guān)于蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算：n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈，每個(gè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，那么由此形成的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為：na－（n－m）18（其中n－m為失去的水分子數(shù)，18為水的相對(duì)分子質(zhì)量）。 3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次 規(guī)律總結(jié) ①結(jié)構(gòu)多樣性的原因：氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序不同以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。 ②蛋白質(zhì)的種類：因功能不同蛋白質(zhì)分為兩大類：結(jié)構(gòu)蛋白和分泌蛋白。 ③蛋白質(zhì)的性質(zhì)：鹽析：可逆。變性：不可逆。 ④鑒定：雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色。 ⑤意義：生命活動(dòng)的承擔(dān)者，生物性狀的體現(xiàn)者。 4.有關(guān)肽鍵的計(jì)算 規(guī)律總結(jié) ①鏈狀肽有如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 氨基酸 肽鍵數(shù) 脫去水分子數(shù) 氨基 羧基 一條肽鏈 M m-1 m-1 至少1個(gè) 至少1個(gè) n條肽鏈 m m-n m-n 至少n個(gè) 至少n個(gè) ②環(huán)狀肽：肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)。環(huán)狀肽主鏈中無氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)取決于構(gòu)成環(huán)狀肽氨基酸R基團(tuán)中的氨基和羧基的數(shù)目。 題例領(lǐng)悟 題型一　糖類的種類 【例題1】 （xx上海高考，5）下列糖類中屬于單糖的是（　　） A.蔗糖 B.核糖 C.糖元 D.淀粉 解析：蔗糖為二糖，糖元和淀粉都為多糖，核糖為單糖。 答案：B 反思感悟 單糖是不能水解的糖，是組成二糖、多糖的單體。二糖、多糖作為能源物質(zhì)用于生命活動(dòng)時(shí)必須水解成單糖。重要的單糖有五碳糖和六碳糖，五碳糖有核糖和脫氧核糖，六碳糖有葡萄糖和果糖。 題型二　蛋白質(zhì)分子的計(jì)算 【例題2】（xx上海高考，15）現(xiàn)有氨基酸800個(gè)，其中氨基總數(shù)為810個(gè)，羧基總數(shù)為808個(gè)，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次分別為（　?。? A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9 解析：有氨基酸800個(gè)，氨基總數(shù)810個(gè)，羧基總數(shù)808個(gè)，說明R基團(tuán)中含有氨基10個(gè)，羧基8個(gè)，它們不參與肽鍵的形成；肽鍵數(shù)＝氨基酸總數(shù)-肽鏈條數(shù)＝800－2＝798，氨基數(shù)＝肽鏈條＋R基團(tuán)中氨基數(shù)＝2＋10＝12，羧基數(shù)＝肽鏈條數(shù)＋R基團(tuán)中羧基數(shù)＝2＋8＝10。 答案：B 反思感悟 構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基且都連在同一個(gè)碳原子上，由R基決定氨基酸種類，不符合這個(gè)特點(diǎn)的氨基酸不是構(gòu)成生物體的氨基酸，也不能組成生物體的蛋白質(zhì)。 題型三　動(dòng)植物體內(nèi)的糖類 【例題3】 動(dòng)植物體內(nèi)共有的糖是（　　） ①糖元?、诘矸邸、壅崽恰、苋樘恰、莺颂恰、奁咸烟? A.①④ B.②③ C.⑤⑥ D.①② 解析：糖元是人和動(dòng)物細(xì)胞中的儲(chǔ)能物質(zhì)，淀粉是植物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)，蔗糖是植物中重要的二糖，乳糖是人和動(dòng)物乳汁中豐富的二糖，核糖是構(gòu)成RNA的成分，RNA普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中，葡萄糖是細(xì)胞生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)，廣泛存在于動(dòng)植物細(xì)胞中。 答案：C 反思感悟 ①生物細(xì)胞生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)：葡萄糖。 ②參與生物細(xì)胞構(gòu)成的物質(zhì)：核糖、脫氧核糖、纖維素。 ③單糖、二糖、多糖的關(guān)系 重要的單糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖為白色晶體，易溶于水，是人體主要的能源物質(zhì)，五碳糖分為核糖和脫氧核糖，為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 題型四　大分子物質(zhì)的鑒定 【例題4】 青蘋果汁遇碘溶液顯藍(lán)色，熟蘋果汁能與本尼迪特試劑發(fā)生反應(yīng)，這說明（　?。? A.青蘋果汁中有淀粉不含糖類 B.熟蘋果汁中含糖類不含淀粉 C.蘋果轉(zhuǎn)熟時(shí)，淀粉水解為單糖 D.蘋果轉(zhuǎn)熟時(shí)，單糖聚合成淀粉 解析：遇碘溶液顯藍(lán)色意味著青蘋果汁中含較多淀粉，而與本尼迪特試劑發(fā)生反應(yīng)的是還原性糖，如葡萄糖等。由此可推斷出蘋果由青轉(zhuǎn)熟的過程中，淀粉大量轉(zhuǎn)化為單糖。 答案：C 反思感悟 淀粉的特性是遇碘變藍(lán)；本尼迪特試劑與還原糖反應(yīng)生成磚紅色沉淀；蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)產(chǎn)生紫色反應(yīng)。 隨堂訓(xùn)練 1.（xx上海高考，1）核糖與核酸都不含有的元素是（　　） A.N B.O C.P D.S 解析：核糖的組成元素為C、H、O，核酸的組成元素為C、H、O、N、P，兩者都不含有S元素。 答案：D 2.（xx江蘇高考，1改編）下列各組物質(zhì)中，由相同種類元素組成的是（　?。? A.膽固醇、脂肪酸、脂肪酶 B.淀粉、半乳糖、糖元 C.氨基酸、核苷酸、丙酮酸 D.性激素、生長激素、胰島素 解析：淀粉、半乳糖、糖元都屬于糖類，都由C、H、O構(gòu)成。膽固醇、性激素、甘油和脂肪酸都屬于脂質(zhì)，組成元素都是C、H、O，氨基酸、胰島素的組成元素是C、H、O、N、S，核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P。 答案：B 3.生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)千差萬別，其原因不可能是（　?。? A.組成肽鍵的化學(xué)元素不同 B.組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和數(shù)量不同 C.氨基酸排列順序不同 D.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同 解析：蛋白質(zhì)分子的多樣性取決于四個(gè)方面：一是組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同；二是組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目不同；三是氨基酸的排列順序不同；四是肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。在題目給出的選項(xiàng)中，組成肽鍵（—NH—CO—）的化學(xué)元素是相同的。考查蛋白質(zhì)多樣性的原因。 答案：A 4.脂質(zhì)在細(xì)胞中具有獨(dú)特的生物學(xué)功能，下面有關(guān)脂質(zhì)的生物學(xué)功能中，屬于磷脂的生物學(xué)功能的是…（　　） ①是生物膜的重要成分?、谑莾?chǔ)能的分子?、蹣?gòu)成生物體表面的保護(hù)層　④是很好的絕緣體，具有保溫作用?、菥哂猩飳W(xué)活性，對(duì)生命活動(dòng)起調(diào)節(jié)作用 A.①③ B.⑤ C.① D.②④ 解析：本題考查對(duì)各種脂質(zhì)功能的掌握情況。磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，也是構(gòu)成多種細(xì)胞器膜的重要成分。在人和動(dòng)物的腦、卵細(xì)胞、肝臟以及大豆的種子中含量豐富。 答案：C