生物1生命的物质基础.ppt

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1、第一课生命的物质基础组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素组成生物体的化合物组成生物体的化合物要点、疑点、考点占生物体总重量万分之一以上占生物体总重量万分之一以上 大量元素大量元素生命的物质性生命的物质性 构构成成细细胞胞的的化化学学元元素素在在自自然然界界中中都都能能找找到到，没没有有一一种种是是生生物物体体所所特特有有的的，说说明明生生物物界界与与非非生生物物界界具具有有统统一一性，生命是物质的。性，生命是物质的。组组 成成 生生 物物 体体 的的 化化 学学 元元 素素微量元素微量元素C C、H H、OO、NN、P P、S S、K K、CaCa、MgMg等等FeFe、MnMn、MoMo

2、、B B、ZnZn、CuCu等等必需元素必需元素 无机物无机物有机物有机物组成细胞的化合物组成细胞的化合物 水水无机盐无机盐糖类糖类脂类脂类蛋白质蛋白质核酸核酸含量含量形式形式功能功能形式形式功能功能细胞中含量最多的化合物细胞中含量最多的化合物有自由水与结合水两种形式有自由水与结合水两种形式结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好溶剂，起运输作用良好溶剂，起运输作用主要以离子形式存在主要以离子形式存在具有调节渗透压、维持酸碱平衡作用，具有调节渗透压、维持酸碱平衡作用，有些还是重要化合物的组成成分有些还是重要化合物的组成成分 分类分类功能功能单糖、二糖

3、、多糖单糖、二糖、多糖细胞内的主要能源物质细胞内的主要能源物质分类分类功能功能脂肪、类脂、固醇脂肪、类脂、固醇脂脂肪肪具具有有储储能能作作用用；磷磷脂脂是是生生物物膜膜的的成成分分；某某些些激激素素（如性激素）具有调节作用（如性激素）具有调节作用蛋白质蛋白质基本单位基本单位通式：通式：C、H、O、N多多 样样 性性 生理功能生理功能氨基酸的种类不同；数目成百上千；排列顺序氨基酸的种类不同；数目成百上千；排列顺序变化多端；空间结构千差万别。变化多端；空间结构千差万别。肽键计算肽键计算细细胞胞和和生生物物体体的的结结构构物物质质，具具有有运运输输、调调节节、免疫、催化等作用，是一切生命活动的体现者

4、免疫、催化等作用，是一切生命活动的体现者 细胞中含量最多的有机物细胞中含量最多的有机物氨基酸氨基酸组成元素组成元素RHCH2NCOOH蛋蛋白白质质分分子子中中的的肽肽键键数数=n-m（即即蛋蛋白白质质分分子子形形成成过过程程中中丧丧失失的的水水分分子子数数）（n表表示示氨氨基基酸酸数数目目，m表示蛋白质分子中的肽链条数）表示蛋白质分子中的肽链条数）核酸核酸基本单位基本单位核苷酸核苷酸C、H、O、N、P分分类类 生理功能生理功能 是是遗遗传传信信息息的的载载体体，对对生生物物的的遗遗传传性性、变变异异性性和蛋白质的生物合成具有极其重要作用和蛋白质的生物合成具有极其重要作用 一切生物的遗传物质一切

5、生物的遗传物质核苷酸核苷酸组成元素组成元素核苷核苷磷酸磷酸五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基DNA：主要存在于细胞核中：主要存在于细胞核中RNA：主要存在于细胞质中：主要存在于细胞质中全品高考复习方案课前热身1组成生物体的大量元素有（）等；微量元素如（）等。组成生物体的最基本元素是（）；主要元素是（）2生物体生命活动的物质基础是（）。3缺少微量元素B时，植物的（）萎缩，（）发育不良。4下图如果表示组成细胞的化学元素，则A表示（）；如果图是表示组成活细胞的化合物，则图中A表示（）；如果图表示组成脱水后的干细胞的化合物，则A表示（）；如果图表示细胞分裂周期，则A表示。5Mg2+是叶绿素分子的必需成分；F

6、e2+是血红蛋白的主要成分；哺乳动物出现抽搐，可能因为血液中钙盐含量太低造成的。C、H、O、N，P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Cu、B、MoCC、H、D、N、P、S组成生物体的化学元素和化合物花粉和花丝花粉水O蛋白质分裂间期全品高考复习方案课前热身6动、植物体内的多糖分别是淀粉和纤维素。单糖中的葡萄糖是生命活动的重要能源物质，五碳糖主要有核糖和脱氧核糖。分别是核糖核酸和脱氧核糖核酸的组成7组成蛋白质的基本单位是氨基酸；结构通式为CRHCOOHNH2；肽键的表示式为NHCO；蛋白质的多样性原因是蛋白质结构多样性。多样性的根本原因是氨基酸种类多，排列顺序变化多端。8核酸的基本单位是核苷酸，它的

7、结构模式图为能力、思维、方法【例1】血液中的Ca2+含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高而出现抽搐，这一事实说明Ca2+的生理功能之一是()A构成细胞结构的组成成分B维持细胞的正常形态C维持细胞的正常生理功能D调节渗透压和酸碱平衡【解析】神经肌肉的应激性，需要体液中各种无机盐离子维持一定的比例。当Na+、K+浓度增高时，神经肌肉的应激性增高，而当Ca2+、Mg+、H+浓度增高时，应激性降低。当血液中的Ca2+过低时，应激性增高，手足抽搐，这一事实说明Ca2+对于维持细胞的正常生理功能有重要作用。C能力、思维、方法【例2】关于原生质的下列叙述，不正确的是()A由于生物体都是由原生质构成，生物才能表现

8、出共同的基本特征B细胞都是由原生质构成的，植物细胞的原生质是指细胞壁以内有生命活动的物质C原生质是以核酸和蛋白质为主，复杂而有序的多分子体系D构成植物细胞的原生质可分化为细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等部分【解析】原生质主要成分是蛋白质、核酸和脂类。这些物质通过新陈代谢，不断自我更新。原生质可分化为细胞膜、细胞质、细胞核等部分。植物细胞的细胞壁是由纤维素和果胶构成的，是植物细胞特有的，是死的物质，不属于原生质。动物细胞才是原生质。D能力、思维、方法【例3】细胞内质量分数最大的元素是()A氧B碳C氢D氮【解析】此题仅从化学角度考虑，由细胞联想到有机物，就会错选B；如果从生物学角度分析，生物体质量

9、的70%是水，这样，仅氧元素就占细胞的：70%16/18=62%A全品高考复习方案能力、思维、方法【例4】分子式为C1864H3012O576N468S21的化合物最可能是()A核糖核酸B磷脂C蛋白质D肝糖元【解析】在组成细胞的四类有机物中，核酸含有C、H、O、N、P五种元素,显然上述分子不是核酸，即A不是正确答案。脂类由C、H、O三种元素组成，很多种脂类还含有N、P两种元素，如磷脂中含有P元素，故上述分子不可能是磷脂。糖类是由C、H、O三种元素组成的，不含N元素，故答案D也是错误的。所以此题正确答案为C。C能力、思维、方法【例5】以下关于酶、激素、维生素的叙述中，正确的是()A都是活细胞产生

10、的B都是蛋白质类物质C都有调节新陈代谢和生长发育的作用D都是高效能的物质【解析】本题考查酶、激素和维生素的特性与共性，涉及酶、激素、维生素的来源、结构、生理功能上的异同。从来源上看：酶和激素是活细胞产生的，而维生素在动物体内一般不能合成(但有些可在体内转化而来，如人体表皮细胞内有一种胆固醇，经日光照射后，能转变成维生素D)，主要是从食物中获得，所以A错。从物质结构上看，大多数的酶是蛋白质；酶的种类很多，有些是蛋白质类激素，如胰岛素、生长激素；有些是固醇类激素，如性激素；而维生素是可溶性小分子有机物，因此B错。从功能上看，酶是生物催化剂，激素对生物的新陈代谢、生长发育起调节作用，而维生素主要是维

11、持人体的正常生长发育，故C答案亦不正确。这三类物质来源不同，结构功能各异，但三者在动物和人体内含量都很少，都是微量高效能的物质。D全品高考复习方案能力、思维、方法【例6】在下列物质中，若将其中能构成人体的氨基酸，通过缩合而形成蛋白质分子，则该蛋白质分子中所含有的羧基数是()NH2CHCOOHCH3(1)CH3CHCOOHCH2(2)NH2CHNH2COOHCHHOOCOH(3)COOHCHNH2COOH(4)CHCOOHCHCOOHCH3(5)CH2NH2CHCOOHNH2(6)RA1个B2个C3个D至少3个【解析】根据组成人体氨基酸概念和氨基酸的结构通式，可找出构成人体的氨基酸(氨基酸)有(

12、1)、(3)、(4)、(6)，不符合氨基酸通式(至少一个氨基和一个羧基并连在同一个碳原子上)的(2)、(5)被淘汰；氨基酸之间可以通过缩合而形成多肽链，除R基中的羧基外，每条多肽链上至少含有一个羧基。这样包括四种氨基酸R基中的羧基，这条多肽链上至少要含有3个羧基。D能力、思维、方法【例7】在给病人输液时，要用09%的生理盐水，而不能用蒸馏水或浓盐水，其原因是【解析】人体液中的无机盐浓度为09%。用于输液的生理盐水浓度和血浆渗透压要相等，这在医学上称为等渗溶液。血细胞只有在等渗溶液中才能维持其固有的形态和发挥正常的生理功能，故输液时不能用蒸馏水和浓盐水作为溶剂。【答案】输液时若用蒸馏水会稀释血浆

13、，导致红细胞吸水甚至胀破(发生溶血现象)；在浓盐水中，血细胞会失水而改变形态，失去正常的生理作用。全品高考复习方案能力、思维、方法【例8】一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子()An个Bm个C(m+n)个D(m-n)个【解析】设第一条肽链含m1个氨基酸，第二条肽链含m2个氨基酸，依此类推，第n条肽链含mn个氨基酸。n条肽链形成时由氨基和羧基缩合时脱下的水分子数等于其水解成氨基酸时所需的水分子数。所以该蛋白质(n条肽链)完全水解时所需的水分子数是：(m1-1)+(m2-1)+(mn-1)=m1+m2+mn-(1+1+1)n个1=m-n，因此此题答案是D。D

14、能力、思维、方法【例9】根据所示的化合物的结构简式回答：NH2CHCH3CONHCHCH2COOHCONHCHCOOHCH2CHNH2CH2OH(1)该化合物分子中有个肽键，由个氨基酸缩合脱去个水分子，形成的化合物是肽。(2)该化合物含个羧基和个氨基，R基依次为。【解析】蛋白质是由氨基酸缩合脱水形成肽键，并通过肽键连接形成多肽化合物。识别该化合物的关键是找出肽键所在的位置和数目，通过观察可知：该化合物含有2个肽键(CONH)，由此推知，该化合物是三肽，是由3个氨基酸脱去2分子水形成的化合物，化合物中含有2个NH2和2个COOH，判定R基的关键是氨基酸的通式：CNH2RHCOOH，即一个C上必须

15、同时连有一个H、一个NH2、一个COOH，余为R基，据此由左至右三个氨基酸的R基依次为：CH3、CH2COOH、CHNH2CH2CH2OH【答案】(1)232三(2)22CH3CH2COOH和CH2CHNH2CH2OH能力、思维、方法【例10】(2002年全国高考题)临床通过检测尿液中一定时间内的含氮量，可粗略地估算下列哪一营养物质在该段时间内的氧化分解量()A蛋白质B脂肪C糖D维生素D【答案】A【解析】本题主要考查蛋白质、脂肪、糖和维生素D的元素组成，以及蛋白质代谢相关的知识。题目所提供的选项中，脂肪、糖和维生素D(属固醇类化合物)均不含有N元素，只有蛋白质是含N的化合物，蛋白质在代谢过程中

16、，要通过脱氨基作用，产生含N的代谢产物，不含N的部分才可以继续氧化分解，故在一定时间内检测尿液中的含N量，就可以估算出蛋白质类物质的氧化分解量。全品高考复习方案延伸拓展【例11】胰岛素是动物体内的一种激素。下图为结晶牛胰岛素的模式图，其链有21个氨基酸，链有30个氨基酸。请回答：(SH+SHSS+2H)(1)这51个氨基酸在相关器官细胞的上经方式合成蛋白质，经加工进入相应器官的血液中，该物质通过方式穿过细胞膜进入血液中。(2)这51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了。其分子中还至少有个氨基和个羧基。(3)人体中胰岛素的含量过低，会导致相应的病症，其治疗办法不能口服胰岛素，只能进行皮下注

17、射，原因是(4)人胰岛素中链的第8位氨基酸为苏氨酸，而牛胰岛素中链的第8位氨基酸为丙氨酸，这种差异显示了生物具有一定的。【思路】这是一个综合题。以结晶牛胰岛素的模式图为切口，考查了与胰岛素相关的一系列知识：胰岛素的化学成分是一种蛋白质，与蛋白质合成、加工有关的细胞器，氨基酸合成蛋白质的方式，蛋白质的过膜方式，以及胰岛素在人体代谢中的功能，缺乏症治疗方法的原理和有关的遗传变异知识等。复习过程必须将有关的知识理解记忆后才能在答题过程中有机地联系起来。延伸拓展【答案】(1)核糖体脱水缩合高尔基体主动运输(2)88822(3)口服后胰岛素被消化成氨基酸，就失去治疗作用(4)遗传性差异【解析】(1)胰岛

18、素是一种蛋白质，其在相关器官细胞的核糖体上以脱水缩合的方式合成。胰岛素是一种激素，合成后经血液运输到全身各处调节生理活动，故其属细胞分泌物，合成后需经高尔基体进行一定的加工处理。该物质通过细胞膜的方式为主动运输。(2)组成蛋白质的每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基(R基上也可以有氨基和羧基)。在脱水缩合过程中，前一氨基酸的羧基(OH)与后一氨基酸氨基中的一个氢(H)结合形成一分子水脱下来，两氨基酸残基之间形成的一个化学键肽键，使相对分子质量减小18。对一条多肽链而言，其两端还保留一个氨基和一个羧基，故脱下的水分子数为两条肽链中氨基酸数各减去1。胰岛素是由两条肽链经两个SS键连接而成的，故其上

19、面还至少保留着2个氨基和2个羧基，相对分子质量减小的数值为脱下的水分子总量加上形成SS键脱去的氢质量，即1849+32=888。(3)胰岛素是一种蛋白质，不能被人体直接吸收，需经消化成氨基酸后才能被吸收，而氨基酸对人体并没有相应的治疗作用，故需进行皮下注射。(4)每种生物都具有特定的表现特征遗传性，而这种特征主要是通过蛋白质得以表现的。组成蛋白质的氨基酸的差异，也就使生物表现出相应的遗传性差异。延伸拓展【例12】某多肽415g，在小肠液作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸三种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S51

20、摩尔。甘氨酸：CHHNH2COOH丙氨酸：CCH3HNH2COOH半胱氨酸：CCH2SHHNH2COOH(1)小肠液为多肽的水解提供的物质是什么?(2)一分子的此多肽由多少个氨基酸组成?(3)此多肽分子中三种氨基酸的数量比是多少?(4)控制此多肽合成的基因片段至少有脱氧核苷酸多少个?【答案】(1)肽酶(2)101(3)54551(4)606延伸拓展【解析】(1)生物体内的各种化学反应，都是由酶来催化的，本题中多肽的水解虽发生在体外，但原理与体内相同。酶具有专一性的特点，每种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，本题中多肽的水解由小肠液中的肽酶来催化。(2)氨基酸分子通过缩合形成多肽时，形成(氨基

21、酸数目-1)个肽键，脱去(氨基酸数目-1)个水分子。多肽水解时，使(氨基酸数目-1)个肽键断裂，需要加入(氨基酸数目-1)个水分子。设一分子的此多肽由x个氨基酸组成，则有505415=100 x100 x-18(x-1)，解得x=101。(3)组成此多肽的三种氨基酸中，只有半胱氨酸含有S元素，由“每摩尔此多肽含有S51mol”推知一分子此多肽中含有半胱氨酸51个。组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质量等于组成它的三种氨基酸的分子数量乘以相对分子质量的和除以三种氨基酸的总数量(101)，设一分子此多肽中含甘氨酸y个，则含丙氨酸的分子数为101-51-y=50-y个，于是有：101100=51121

22、+75y+79(50-y)，解得y5。(4)采用逆推的方法：在基因控制蛋白质合成的过程中，101个氨基酸101个转运RNA转运RNA上303个碱基信使RNA上303个碱基DNA模板链上303个碱基DNA上606个碱基基因片段中606个脱氧核苷酸。延伸拓展【例13】蛋白质在动物体内的消化过程可表示为：蛋白质+H2O酶1多肽+H2O酶2氨基酸现有一种多肽，其化学式是C55H70O19N10，消化后只得到下列四种氨基酸：CH2COOHNH2甘氨酸CHCH3NH2丙氨酸COOHCH2CHCOOHNH2苯丙氨酸CH2CH2COOHCHCOOHNH2谷氨酸请据此回答下列问题：(1)酶1是指，酶2是指。(2)写出氨基酸的结构通式。(3)该多肽是由个氨基酸通过反应而形成的。(4)一分子该多肽被消化后，得到个谷氨酸分子和个苯丙氨酸分子。【答案】(1)胃蛋白酶、胰蛋白酶肽酶(2)CRHNH2COOH(3)10缩合(4)43