第1讲组成生物体的基本元素及化合物.ppt

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1、立足教育立足教育 开创未来开创未来 高中总复习（第高中总复习（第1 1轮）轮）生物生物 全国全国1第一单元生命的物质基础和结构基础生命的物质基础和结构基础第第 1 1 讲讲组组成成生生物物体体的的基基本本元元素素及及化化合合物物2 【考纲搜索考纲搜索】(1)组成生物体的化学元素；组成生物体的化学元素；(2)组成生物体的化合物。组成生物体的化合物。3 【分析预测分析预测】组成细胞的化学元素和各种化合物是组成细胞的化学元素和各种化合物是代谢、调节、生殖、遗传、变异和进化的代谢、调节、生殖、遗传、变异和进化的物质基础，在高考中常被融入其他考点进物质基础，在高考中常被融入其他考点进行命题。尤其是蛋白质

2、的结构和功能，是行命题。尤其是蛋白质的结构和功能，是每年高考的必考点。蛋白质的结构和功能每年高考的必考点。蛋白质的结构和功能及相关计算类的试题，每年都会以选择题及相关计算类的试题，每年都会以选择题的形式出现。近两年高考中，以脂质、蛋的形式出现。近两年高考中，以脂质、蛋白质和核酸为背景的实验设计类试题均有白质和核酸为背景的实验设计类试题均有出现。出现。4大量元素：大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等等微量元素：微量元素：等等一、知识概述一、知识概述生物界与非生物界：生物界与非生物界：性，性，性性组成各种化合物组成各种化合物影响生物体的生命活动影响生物体的生命活动化化学学元元素素含量

3、含量作用作用Fe、B、Cu、Mn、Mo、Zn、Cl、Ni统一统一差异差异5无机无机化合物化合物水水无无 机机 盐盐6生物体的生物体的.良好的良好的.：自由流动，游离存在：自由流动，游离存在：与其他：与其他物质相结合物质相结合水水含量：最多，约占体重的含量：最多，约占体重的60%95%存在存在功能功能无机自由水自由水结合水结合水大分子大分子组成成分组成成分溶剂溶剂7含量和存在：含量和存在：含量很少，多数以含量很少，多数以形式存在形式存在无无机机盐盐细胞内细胞内的重要组成的重要组成部分部分对于维持生物的对于维持生物的有重有重要作用要作用功能功能离子离子复杂化合物复杂化合物生命活动生命活动无机8有机

4、有机化合物化合物脂脂 质质核核 酸酸糖糖 类类蛋蛋 白白 质质9单糖单糖：不能水解的糖。如：不能水解的糖。如：等等二糖二糖：水解能生成两分子单糖的糖。：水解能生成两分子单糖的糖。如：如：等等多糖多糖：水解能生成许多分子单糖的糖。：水解能生成许多分子单糖的糖。如：如：等等糖糖 类类葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖蔗糖、麦芽糖、乳糖蔗糖、麦芽糖、乳糖淀粉、纤维素、糖元淀粉、纤维素、糖元有机10脂脂质质有机脂肪脂肪：物质，减少热量散失，维持体温恒定物质，减少热量散失，维持体温恒定类脂类脂：是构成生物膜的重要成分是构成生物膜的重要成分固醇固醇：维持正常的新陈代谢

5、和：维持正常的新陈代谢和过程过程储能储能磷脂磷脂生殖生殖11蛋蛋白白质质化学结构：由不同种类、数目和排列顺序的氨基化学结构：由不同种类、数目和排列顺序的氨基酸缩合而成酸缩合而成空间结构：蛋白质分子空间结构：蛋白质分子主要元素：主要元素：C、H、O、N(平均含平均含N量约为量约为16%)基本单位：基本单位：氨基酸氨基酸种类种类：二十种：二十种结构特点结构特点：.结构通式结构通式：RH2NCCOOH H 至少有一个氨基和一个羧基至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上连在同一个碳原子上12蛋白质功能蛋白质功能：构成细胞和生物体的重要物质构成细胞和生物体的重要物质(如胶如胶原蛋白原蛋白)催化作用催

6、化作用(如如)调节作用调节作用(如如)运输作用运输作用(如如)免疫作用免疫作用(如如)运动作用运动作用(如如)有机酶酶胰岛素、生长激素胰岛素、生长激素血红蛋白血红蛋白抗体抗体肌动蛋白、肌球蛋白肌动蛋白、肌球蛋白13核核酸酸核酸的功能核酸的功能：核酸是一切生物的：核酸是一切生物的 物物质，对生物的遗传、变异和蛋白质的合成质，对生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用具有重要作用有机组成元素：组成元素：.基本单位：基本单位：(构成构成DNA的有的有 种，种，构成构成RNA的有的有 种种)种类种类(RNA)(DNA)C、H、O、N、P核苷酸核苷酸4核糖核酸核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸4遗传遗传

7、14二、要点归纳二、要点归纳组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素特特别别注注意意：C是最基本的元素是因为C在生物体内易形成生物大分子，而O才是占细胞鲜重最多的元素。要点要点1 115大量元素、微量元素是根据元素在生物体内的含量区分的；主要元素、基本元素、最基本元素是根据元素对生物体的作用区分的。大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，而生物体内所含有的元素不一定都是必需元素。微量元素在生物体内含量少，但生理作用并不小。16生物界与非生物界的联系生物界与非生物界的联系组成生物体的化学元素都包含在自然组成生物体的化学元素都包含在自然界的组成元素之内，没有一种是生物界所界的组成元素之内，没有

8、一种是生物界所特有的，说明了生物界与非生物界的统一特有的，说明了生物界与非生物界的统一性，同时也说明生物起源于非生物。另外，性，同时也说明生物起源于非生物。另外，组成生物体的化学元素的含量又与非生物组成生物体的化学元素的含量又与非生物界中该元素的含量明显不同，说明了生物界中该元素的含量明显不同，说明了生物界与非生物的差异性。界与非生物的差异性。要点要点2 217 自由水与结合水自由水与结合水1.概概念念：自自由由水水是是细细胞胞中中以以游游离离形形式式存在的水，占细胞中水的绝大部分。存在的水，占细胞中水的绝大部分。结结合合水水是是细细胞胞中中与与其其他他物物质质相相结结合合的的水，是细胞结构的

9、重要组成成分。水，是细胞结构的重要组成成分。2.关关系系：结结合合水水与与自自由由水水在在一一定定条条件件下可相互转变。下可相互转变。要点要点3 3温度降低温度降低温度升高温度升高自由水结合水自由水结合水183.与新陈代谢、生物抗性的关系与新陈代谢、生物抗性的关系：细细胞胞中中自自由由水水/结结合合水水的的比比值值越越大大，生生物物新新陈陈代代谢谢越越旺旺盛盛，其其抗抗性性越越小小；自自由由水水/结结合合水水比比值值越越小小，生生物物新新陈陈代代谢谢越越弱弱，其抗性越大。其抗性越大。4.在实际生产中的应用在实际生产中的应用：种种子子的的贮贮存存：晒晒干干种种子子是是为为了了减减少少自自由由水水

10、含含量量，降降低低种种子子的的代代谢谢，延延长长种种子寿命。子寿命。19低低温温环环境境下下减减少少对对花花卉卉、农农作作物物的的浇水，可提高植株对低温的抗性。浇水，可提高植株对低温的抗性。特特别别注注意意：晒干的种子细胞中仍含有水分，主要是结合水，自由水极少。若对种子烘烤则会使种子失去结合水，引起种子中某些结构的改变，种子最终将不能萌发。20 生物体内的两种重要有机物生物体内的两种重要有机物蛋蛋白质和核酸白质和核酸1.蛋白质与核酸的区别蛋白质与核酸的区别要点要点4 4蛋白质蛋白质核核 酸酸元素组成元素组成 C、H、O、N等等C、H、O、N、P基本组基本组成单位成单位氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸

11、RHCCOOH NH2P碱基核糖21蛋白质蛋白质核核 酸酸连接连接方式方式形成形成场所场所细胞质中核糖体上细胞质中核糖体上细胞核、线粒体、细胞核、线粒体、叶绿体等叶绿体等功功 能能生生命命活活动动的的主主要要承承担担者者，体体现生物性状现生物性状遗遗传传信信息息的的携携带带者者，决定生物性状决定生物性状222.蛋白质、核酸的联系蛋白质、核酸的联系(1)核酸核酸 控制合成控制合成 蛋白质蛋白质(2)两两者者均均存存在在物物种种特特异异性性，因因此此可可以以从从分分子子水水平平上上为为生生物物进进化化、亲亲子子鉴鉴定定、案案件件侦侦破破等等提提供供依依据据。(注注：氨氨基基酸酸、核核苷酸是小分子物

12、质，没有物种差异性苷酸是小分子物质，没有物种差异性)23 (3)两者都存在多样性两者都存在多样性碱基对排列顺序碱基对排列顺序 决定决定 核酸多样性核酸多样性多肽链空多肽链空 氨基酸种类、数氨基酸种类、数间结构间结构 量、排列顺序不同量、排列顺序不同蛋白质多样性蛋白质多样性+24 蛋白质合成过程中的相关计算蛋白质合成过程中的相关计算1.肽肽链链中中氨氨基基酸酸数数、肽肽链链数数、肽肽键键数和脱水数的关系。数和脱水数的关系。肽肽键键数数=脱脱去去的的水水分分子子数数=氨氨基基酸酸数数-肽链条数肽链条数注注意意：若是环状结构的多肽，则肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。要点要点5 5252.蛋蛋白白质质

13、中中含含有有游游离离氨氨基基或或羧羧基基的的计算：计算：(1)至至少少含含有有的的游游离离氨氨基基或或羧羧基基数数=肽链条数肽链条数(2)游离氨基或羧基数游离氨基或羧基数=肽链条数肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数基中含有的氨基或羧基数=组组成成该该蛋蛋白白质质的的所所有有氨氨基基酸酸中中的的氨氨基基或或羧基数羧基数-肽键数肽键数263.蛋白质中含有蛋白质中含有N、O原子数的计算原子数的计算(1)N原原子子数数=肽肽键键数数+肽肽链链条条数数+R基基上上的的N原原子子数数=组组成成该该蛋蛋白白质质的的各各氨氨基基酸酸中中N原子总数原子总数(2)O原原子子数数=肽肽键键数数+2肽肽链链条条数数+

14、R基基上上的的O原原子子数数=组组成成该该蛋蛋白白质质的的各各氨氨基基酸中酸中O原子总数原子总数-脱水数脱水数274.蛋白质相对分子质量的计算蛋白质相对分子质量的计算蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量=氨基酸数目氨基酸数目氨氨基酸的平均相对分子质量基酸的平均相对分子质量-脱去水分子数脱去水分子数18注意：注意：有时也要考虑其他化学键的形成而导致相对分子质量的减少，如形成二硫键。285.氨基酸与相应氨基酸与相应DNA、RNA片段中片段中的碱基数目的对应关系的碱基数目的对应关系DNA(基因基因)转录转录 mRNA 翻译翻译 蛋白质蛋白质 6碱基碱基 3碱基碱基 1氨基酸氨基酸29(2010 海海

15、南南)下下列列关关于于糖糖的的叙叙述述，正正确的是确的是()A葡萄糖和果糖分子均有还原性葡萄糖和果糖分子均有还原性B葡萄糖和麦芽糖可被水解葡萄糖和麦芽糖可被水解C构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖D乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收例例1 130 糖糖类类分分还还原原糖糖和和非非还还原原糖糖，其其中中还还原原糖糖指指可可被被氧氧化化充充当当还还原原剂剂的的糖糖。常常见见的的还还原原糖糖有有葡葡萄萄糖糖，果果糖糖，五五碳碳糖糖等等，所所以以A对对。葡葡萄萄糖糖属属于于单单糖糖不不可可以以被被水水解解，B错错。纤纤维维素素是是由由葡葡萄萄糖糖组组

16、成成的的大大分分子子多多糖糖，其其单单体体是是葡葡萄萄糖糖，C错错。一一分分子子乳乳糖糖是是由由一一分分子子葡葡萄萄糖糖和和一一分分子子半半乳乳糖糖缩缩合合形形成成，需需水水解解成成单单糖糖后后再再被被吸吸收收，D错错。答案：答案：A解析解析31(2008天天津津)下下列列关关于于蛋蛋白白质质和和氨氨基基酸的叙述，正确的是酸的叙述，正确的是()A.具具有有生生物物催催化化作作用用的的酶酶都都是是由由氨氨基酸组成的基酸组成的B.高高等等动动物物能能合合成成生生命命活活动动所所需需的的20种氨基酸种氨基酸C.细细胞胞中中氨氨基基酸酸种种类类和和数数量量相相同同的的蛋白质是同一种蛋白质蛋白质是同一种

17、蛋白质D.在在胚胚胎胎发发育育过过程程中中，基基因因选选择择性性表达，细胞会产生新的蛋白质表达，细胞会产生新的蛋白质例例2 232 酶酶是是具具有有生生物物催催化化作作用用的的有有机机物物，其其中中绝绝大大多多数数酶酶是是蛋蛋白白质质，由由氨氨基基酸酸组组成成；高高等等动动物物生生命命活活动动所所需需的的氨氨基基酸酸为为20种种，其其中中8种种必必需需氨氨基基酸酸来来自自食食物物，体体内内不不能能合合成成；组组成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸种种类类和和数数量量相相同同，但但所所形形成成蛋蛋白白质质的的空空间间结结构构可可能能不不同同，因因而而不不一一定定是是同同一一种种蛋蛋白白质质；在在胚胚

18、胎胎发发育育过过程程中中，细细胞胞分分化化，基基因选择性表达，会产生新的蛋白质。因选择性表达，会产生新的蛋白质。答案：答案：D解析解析33例例3 3(2010(2010广广东东)假假设设你你去去某某饲饲料料研研究究所所进进行行课课外外实实践活践活动动，需要完成以下任，需要完成以下任务务：(1)(1)选选用用恰恰当当的的试试剂剂检检测测某某样样品品中中是是否否含含有有蛋蛋白白质质。提提供供的的试试剂剂有有：碘碘液液，苏苏丹丹溶溶液液，双双缩缩脲脲试试剂剂，斐斐林林试试剂剂。你你选选用用的的试试剂剂应应该该是是_；蛋蛋白白质质与与相相应应试试剂剂反反应应后后，显显示示的的颜颜色色应应为为_。(2)

19、(2)完善以下完善以下实验设计实验设计并回答并回答问题问题。紫色紫色34探究探究A A动动物蛋白物蛋白对对小鼠生小鼠生长长的影响的影响资资料：料：饲饲料中的蛋白含量一般低于料中的蛋白含量一般低于20%20%；普通；普通饲饲料可料可维维持小鼠正常生持小鼠正常生长长；A A动动物蛋白有可能用于物蛋白有可能用于饲饲料生料生产产。一、研究目的一、研究目的：探究探究A A动动物蛋白物蛋白对对小鼠生小鼠生长长的影响。的影响。二、二、饲饲料料：1.1.基基础饲础饲料：基本无蛋白料：基本无蛋白质质的的饲饲料；料；2.2.普通普通饲饲料料(含含12%12%植物蛋白植物蛋白)：基：基础饲础饲料植物蛋料植物蛋白；白

20、；3.3.试验饲试验饲料：基料：基础饲础饲料料A A动动物蛋白。物蛋白。35三、三、实验实验分分组组：实验实验 小鼠小鼠 饲饲料料 饲饲养养组组号号 数量数量(只只)时间时间(天天)10 10 基基础饲础饲料料 21 21 10 10 试验饲试验饲料料1(1(含含6%A6%A动动物蛋白物蛋白)21 )21 10 10 试验饲试验饲料料2(2(含含12%A12%A动动物蛋白物蛋白)21)21 10 10 试验饲试验饲料料3(3(含含18%A18%A动动物蛋白物蛋白)21)21 10 10 试验饲试验饲料料4(4(含含24%A24%A动动物蛋白物蛋白)21)21 10 10 备备注注：小鼠的性：小

21、鼠的性别组别组成、大小、月成、大小、月龄龄、喂、喂饲饲量和量和饲饲养养环环境均相同。境均相同。四、四、实验实验方法和方法和检测检测指指标标：略：略36实实验验组组6 6中中，应应该该为为_，原原因因是是_；应应该该为为_，原原因因_；要要直直观观和和定定量量地地反反映映小小鼠鼠的的生生长长情情况况，可可以以测测量量小鼠的小鼠的_和和_。解解析析：本本题题对对探探究究性性实实验验的的基基本本能能力力进进行行了了考考查查。了了解解实实验验的的几几个个基基本本原原则则，如如等等量量原原则则、单单一一变变量量原原则则、对对照照原原则则。实实验验条条件件如如培培养养时时间间、小小鼠鼠数数量量以以及及状状况况保保持持一一致致，这这样样实实验验结结果果才才具具有有准准确确性性和和可比性。确定可比性。确定该实验该实验的的观测观测指指标标：体重和体：体重和体长长。普通饲料需要普通饲料作为对照21饲养时间相同，实验结果的比较才有意义体重体长37