细胞中脂质的种类和功能:
1.化学特点
(1)元素组成:主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N。
(2)化学性质:脂质的分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂。
2.种类和功能
种类 |
功能 |
脂肪 |
(l)细胞内良好昀储能物质 (2)是一种很好的绝热体,皮下的脂肪层起到保温作用 (3)分布在内脏周围的脂肪具有缓冲和减压作用,保护内脏器官 |
磷脂 |
构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分 |
固醇 |
胆固醇 |
构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输 |
性激素 |
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成 |
维生素D |
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 |
例 下列有关脂质的描述不正确的是( )
A.胆固醇是构成生物膜的重要成分,同时还能够参与血液中脂质的运输
B.脂肪是细胞内良好的储能物质
C.维生素D能够促进人体对钙和磷的吸收,所以在补钙的时候需要补充一定量的维生素D
D.性激素是一种蛋白质类激素,它可以促进生物体生殖器官的发育以及生殖细胞的产生
答案D
知识点拨: 1、能源物质的主要功能不一定是供能,如蛋白质的主要功能是参与构成细胞的结构和调节代谢。
2、含有大量能量的物质并不一定是生命活动主要的供能物质,如脂肪、糖原都有很高能量,但只有在葡萄糖供能不足时,才为生命活动供能。
3、水解产物与氧化分解产物(代谢终产物)
物质 |
初步水解(消化) |
彻底水解产物 |
氧化分解产物 |
淀粉 |
葡萄糖 |
葡萄糖 |
C02+H20 |
脂肪 |
甘油+脂肪酸 |
甘油+脂肪酸 |
C02+H20 |
蛋白质 |
氨基酸 |
氨基酸 |
C02+H20+尿素 |
核酸 |
核苷酸 |
磷酸+五碳糖+碱基 |
C02+H20+尿酸等 |
例 糖原经过酶的催化作用,最终氧化分解成( )
A.麦芽糖 B.蔗糖 C.葡萄糖 D.CO2和H20
答案D
4、不同物质的元素组成与单体
种类 |
元素组成 |
构成单体 |
多糖 |
C、H、O |
葡萄糖 |
脂质 |
脂肪:C、H、O 固醇:C、H、O 磷脂:C、H、0、N、P |
甘油、脂肪酸 |
蛋白质 |
C、H、O、N |
氨基酸 |
核酸 |
C、H、O、N、P |
RNA:核糖核苷酸 DNA:脱氧核苷酸 |
例 糖类不含有,脂质不一定有,蛋白质也不一定有,而核酸一定有的元素是( )
A.N B.S C.P D.Fe
正确答案为C
知识拓展:
1.细胞中的能源物质
(1)能源物质:细胞中,糖类、脂肪、蛋白质都是有机化合物,其中贮存有大量化学能。当其被氧化分解时,这些化学能就释放出来,供生命活动利用。因此,它们都是能源物质。
(2)主要能源物质:在正常情况下,糖类分解供能约占总能量的70%以上,因此糖类是生命活动的主要能源物质。
(3)储能物质:脂肪分子中储存着大量能量,是细胞中的主要储能物质,动物细胞的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。
(4)直接能源物质:ATP。生命活动所需能量由ATP水解提供,贮能物质所含能量只有转移到ATP中才能用于各项生命活动。
(5)三大能源物质的供能顺序是:先是糖类氧化供能,当糖类供能不足时,依次由脂肪、蛋白质供能;蛋白质除在正常代谢中提供部分能量外,一般不供能。当需要由蛋白质大量供能时,说明生物体已病重或生命接近终结.
2.饮食中应注意的问题
(1)胆固醇:限制高胆固醇食物的过量摄入一防止胆固醇沉积堵塞血管。
(2)脂肪:适量食用脂肪类食物一防止肥胖,减轻肝脏负担。
(3)糖类:糖尿病病人应严格控制甜味食品,米饭馒头应定量摄取。
(4)蛋白质:经常食用奶制品、肉类、蛋类、大豆制品——保证必需氨基酸的供应——促使各种蛋白质的合成。
例 细胞中各种化合物都有其特殊的功能,在动物体内作为储能物质的主要是( )
A.乳糖和蔗糖 B.蛋白质和核酸 C.葡萄糖和ATP D.脂肪和糖原
答案D
酶的作用和本质:
1.酶的作用:降低活化能。
(1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)作用机理:酶能降低化学反应所需的活化能,使一个原本在较温和条件下不能进行的反应可以高效快速地进行。
2.酶的本质及实验验证
(1)酶本质的探索
时间 |
发现者 |
实验过程及现象 |
实验结论 |
1773年 |
意大利科学家斯帕兰札尼 |
将装有肉块的小金属笼子让鹰吞下,一段时间后取出,发现笼内的肉块不见了 |
说明胃具有化学性消化的作用 |
1836年 |
德国科学家施旺 |
从胃液中提取出了消化蛋白质的物质 |
这就是胃蛋白酶 |
1926年 |
美国科学家萨姆纳 |
从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并进行了证明脲酶是蛋白质的化学实验 |
证明脲酶是一种蛋白质 |
20世纪30年代 |
许多科学家 |
提取多种酶的蛋白质结晶 |
酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 |
20世纪 80年代 |
美国科学家切赫和奥特曼 |
少数RNA也具有生物催化功能 |
少数的酶是RNA |
(2)酶的本质
化学本质 |
绝大多数是蛋白质 |
少数是RNA |
合成原料 |
氨基酸 |
核糖核苷酸 |
合成场所 |
核糖体 |
细胞核(真核生物)(主要) |
来源 |
一般来说,活细胞都能产生酶 |
(3)酶化学本质的实验验证
①证明某种酶是蛋白质
实验组:待测酶液+双缩脲试剂一—是否出现紫色反应。
对照组:标准蛋白质溶液+双缩脲试剂——出现紫色反应。
②证明某种酶是RNA
实验组:待测酶液+吡罗红染液——是否呈现红色。
对照组:标准RNA溶液+吡罗红染液——出现红色。
酶的特性及应用:
1、酶的特性
(1)高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107~ 103倍,这说明酶具有高效性的特点。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应,这说明酶的催化作用具有专一性的特点,酶的专一性的解释常用“锁和钥匙学说”。
(3)温和性:绝高温都能使蛋白质其他化学键的断裂永久失活。但低温酶活性可以恢复。
2、酶的特性在生产生活中的应用
(1)人在发烧时,不想吃东西,其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。
(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内,不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适pH在7左
(3)胰岛素制剂是治疗糖尿病的有效药物,只能注射,不能口服,其原因是胰岛素是一种蛋白质,若口服会被蛋白酶水解。
1、酶的作用和特性的实验探究:
1.酶的催化作用实验探究对照组:反应物+清水检测反应物不被分解;实验组:反应物+等量的相应酶溶液检测反应物被分解。
2.酶的专一性实验搽究此实验中的自变量可以是不同反应物,也可以是不同酶溶液,因变量是反应物是否被分解。
(1)设计思路一:换反应物不换酶
实验组:反应物+相应酶溶液检测反应物被分解;
对照组:另一反应物+等量相同酶溶液检测反应物不被分解。
(2)设计思路二:换酶不换反应物
实验组:反应物+相应酶溶液检测反应物被分解;
对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液检测反应物不被分解。
3.酶的高效性实验探究
对照组:反应物+无机催化剂检测底物分解速率;
实验组:反应物+等量酶溶液检测底物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解速率。
4.酶作用的适宜条件的探究
(1)最适温度的探究实验原理
①淀粉+淀粉酶——麦芽糖;麦芽糖+斐林试剂—一产生砖红色沉淀;淀粉+碘——蓝色。
②温度影响淀粉酶活性,从而影响淀粉的分解,滴加碘液后,根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况,进而推断出酶活性变化。
(2)最适pH的探究实验原理
①2H202+过氧化氢酶——2H2O+O2
②pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速度,可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成速度的快慢。
(3)实验探究思路
①最适温度的探究思路
②最适pH的探究思路
2、易错点拨:
(1)在酶的最适pH探究实验中,操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸),然后再加入反应物。不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。
(2)在酶的最适温度探究实验中,酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,检测的试剂宜先用碘液,不应该选用斐林试剂。因选用斐林试剂需热水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
知识拓展:
1、利用酶的专一性也可探究某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA:将某种酶用蛋白酶或核糖核酸酶处理,根据处理后的酶液是否还有催化作用予以判断。
2、一般情况下,加热也能加快化学反应速率,其作用机理是直接供能,使底物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态,其过程并不改变活化能的大小。
3、人体消化道各段消化酶的最适pH:
口腔:唾液淀粉酶,最适pH为6.8(中性);
胃:胃蛋白酶,最适pH为1.5-2.2(酸性);
小肠:肠液、胰液中的各种酶,最适pH为8.0~9.0(弱碱性)。
胃液的pH在2左右,唾液淀粉酶在胃中会使失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解
4、植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5之间。
例 下列有关酶的反应与作用叙述,正确的是 ( )
A.酶具有催化作用是因为酶可以提高反应的活化能
B.酶的合成原料是氨基酸或脱氧核苷酸
C.所有的酶都在核糖体上合成
D.所有的酶都是有机物
答案D
5、具有专一性的物质归纳
(1)酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。
(2)载体:某些物质通过细胞膜时需要载体协助,不同物质所需载体不同,载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
(3)激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
(4)tRNA:tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
(5)抗体:一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。