组成生物体的基本元素及化合物

1、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 【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。 【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

2、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。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学元素化学元素含量含量作用作用fe、b、cu、mn、mo、zn、cl、ni统一统一差异差异水水无机盐无机盐生物体的生物体的.良好的良好的.：自由流动，游离存在：自由流动，游离存在：

3、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机盐无机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脂脂 质质核核 酸酸糖糖 类类蛋白质蛋白质单糖单糖：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。

4、：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、糖元脂质脂质脂肪脂肪：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

5、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)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、肌球蛋白核酸核酸核酸的功能核酸的功能：核酸是一切生物的：核

6、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别注意特别注意：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 1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

7、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。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

8、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 2 自由水与结合水自由水与结合水1.概念概念：自由水是细胞中以游离形式：自由水是细胞中以游离形式存在的水，占细胞中水的绝大部分。存在的水，占细胞中水的绝大部分。结合水是细胞中与其他物质相结合的结合水是细胞中与其他物质相结合的水，是细胞结构的重要组成成分。水，是细胞结构的重要组成成分。2.关系关系：结合水与自由水在一定条件：结合水与自由水在一定条件下可相互转变。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3.与新陈代谢、生物抗性的关系与新陈代谢、生物抗性的关系：细胞中自由水细胞

9、中自由水/结合水的比值越大，结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；自生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；自由水由水/结合水比值越小，生物新陈代谢越结合水比值越小，生物新陈代谢越弱，其抗性越大。弱，其抗性越大。4.在实际生产中的应用在实际生产中的应用：种子的贮存：晒干种子是为了减种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水含量，降低种子的代谢，延长少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。种子寿命。低温环境下减少对花卉、农作物的低温环境下减少对花卉、农作物的浇水，可提高植株对低温的抗性。浇水，可提高植株对低温的抗性。特别注意特别注意：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

10、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。 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 rhccooh nh2p碱基核糖蛋白质蛋白质核核 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 能能生命活动的主要承担者，体生命活动的主要承担者，体现生物性状现生物性状遗传信息的携带者，遗传信息的

11、携带者，决定生物性状决定生物性状2.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)两者均存在物种特异性，因此可两者均存在物种特异性，因此可以从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、以从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。案件侦破等提供依据。(注：氨基酸、核注：氨基酸、核苷酸是小分子物质，没有物种差异性苷酸是小分子物质，没有物种差异性) (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

12、样性+ 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.肽链中氨基酸数、肽链数、肽键肽链中氨基酸数、肽链数、肽键数和脱水数的关系。数和脱水数的关系。肽键数肽键数=脱去的水分子数脱去的水分子数=氨基酸数氨基酸数-肽链条数肽链条数注意：注意：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 52.蛋白质中含有游离氨基或羧基的蛋白质中含有游离氨基或羧基的计算：计算：(1)至少含有的游离氨基或羧基数至少含有的游离氨基或羧基数=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=组成该蛋白质的所有氨基酸中的氨基

13、或组成该蛋白质的所有氨基酸中的氨基或羧基数羧基数-肽键数肽键数3.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原子数原子数=肽键数肽键数+肽链条数肽链条数+r基基上的上的n原子数原子数=组成该蛋白质的各氨基酸组成该蛋白质的各氨基酸中中n原子总数原子总数(2)o原子数原子数=肽键数肽键数+2肽链条数肽链条数+r基上的基上的o原子数原子数=组成该蛋白质的各氨组成该蛋白质的各氨基酸中基酸中o原子总数原子总数-脱水数脱水数4.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基酸的平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量-脱去

14、水分子脱去水分子数数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。5.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 (2010 海南海南)下列关于糖的叙述，正下列关于糖的叙述，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

15、吸收例例1 1 糖类分还原糖和非还原糖，其中糖类分还原糖和非还原糖，其中还原糖指可被氧化充当还原剂的糖。常还原糖指可被氧化充当还原剂的糖。常见的还原糖有葡萄糖，果糖，五碳糖等，见的还原糖有葡萄糖，果糖，五碳糖等，所以所以a对。葡萄糖属于单糖不可以被水对。葡萄糖属于单糖不可以被水解，解，b错。纤维素是由葡萄糖组成的大错。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，其单体是葡萄糖，分子多糖，其单体是葡萄糖，c错。一错。一分子乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半分子乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成，需水解成单糖后再被吸乳糖缩合形成，需水解成单糖后再被吸收，收，d错。错。答案：答案：a解析解析(2008天津

16、天津)下列关于蛋白质和氨基下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是酸的叙述，正确的是()a.具有生物催化作用的酶都是由氨具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的基酸组成的b.高等动物能合成生命活动所需的高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸种氨基酸c.细胞中氨基酸种类和数量相同的细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质蛋白质是同一种蛋白质d.在胚胎发育过程中，基因选择性在胚胎发育过程中，基因选择性表达，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 2 酶是具有生物催化作用的有机物，酶是具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，由氨基酸组其中绝大多数酶是蛋白质，由氨基酸组成

17、；高等动物生命活动所需的氨基酸为成；高等动物生命活动所需的氨基酸为20种，其中种，其中8种必需氨基酸来自食物，体种必需氨基酸来自食物，体内不能合成；组成蛋白质的氨基酸种类内不能合成；组成蛋白质的氨基酸种类和数量相同，但所形成蛋白质的空间结和数量相同，但所形成蛋白质的空间结构可能不同，因而不一定是同一种蛋白构可能不同，因而不一定是同一种蛋白质；在胚胎发育过程中，细胞分化，基质；在胚胎发育过程中，细胞分化，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解析解析例例3 3(2010(2010广东广东) )假设你去某饲料研究所进行课外实假设你去某饲料研究所进行课外实

18、践活动，需要完成以下任务：践活动，需要完成以下任务：(1)(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：碘液，苏丹提供的试剂有：碘液，苏丹溶液，双缩脲溶液，双缩脲试剂，斐林试剂。你选用的试剂应该是试剂，斐林试剂。你选用的试剂应该是_；蛋 白 质 与 相 应 试 剂 反 应 后 ， 显 示 的 颜 色 应 为蛋 白 质 与 相 应 试 剂 反 应 后 ， 显 示 的 颜 色 应 为_。(2)(2)完善以下实验设计并回答问题。完善以下实验设计并回答问题。紫色紫色探究探究a a动物蛋白对小鼠生长的影响动物蛋白对小鼠生长的影响资料：饲料中的蛋白

19、含量一般低于资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%20%；普通饲料可维；普通饲料可维持小鼠正常生长；持小鼠正常生长；a a动物蛋白有可能用于饲料生产。动物蛋白有可能用于饲料生产。一、研究目的一、研究目的： 探究探究a a动物蛋白对小鼠生长的影响。动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料二、饲料： 1. 1.基础饲料：基本无蛋白质的饲料；基础饲料：基本无蛋白质的饲料； 2. 2.普通饲料普通饲料( (含含12%12%植物蛋白植物蛋白) )：基础饲料植物蛋：基础饲料植物蛋白；白； 3. 3.试验饲料：基础饲料试验饲料：基础饲料a a动物蛋白。动物蛋白。三、实验分组：三、实验分组：实验实验 小鼠小鼠 饲料饲料 饲养饲养组号组号 数量数量( (只只) ) 时间时间( (天天) ) 10 10 基础饲料基础饲料 21 21 10 10 试验饲料试验饲料1(1(含含6% a6% a动物蛋白动物蛋白) 21 ) 21 10 10 试验饲料