第二章生命的物质基础.doc

2010届高三生物复习提纲
第二章 生命的物质基础
生命的物质基础：构成生物体的化学元素以及有这些元素组成的化合物
一 生命的化学元素
一、生物体和非生物体在元素组成上的关系：
1、统一性 构成生物体的化学元素在无极自然界中均存在
2、差异性 1）构成生物体的化学元素目前发现的有60多种，自然界中存在100多种。
2）生物体内含量最多的四种元素是C、H、O、N，自然界中含量最多的四种元素是氧、硅、铝、铁
注意：生物界中的各种生物在基本组成上的高度一致表现在组成生物体的化学元素大致相同。
生体内含量最多的元素是C、H、O的原因：有机物中均含有C、H、O，水在生物体内含量最多。
生物体内N元素含量较多的原因是：蛋白质和核酸中均含有N.
生物体中干重中含量最多的元素是C，鲜重中含量最多的元素是O，数量最多的元素是H.
C、H、O、N是构成糖类、脂质、蛋白质和核酸的基本元素。
二、元素的类型
分类方式一：占生物体总重量的万分之一
1、 常量元素：C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg
2、 微量元素：略
分类方式二：是否不可缺少
1、 必需元素
2、 非必需元素
分类方式三：吸收途径
1、 非矿质元素：C、H、O
2、 矿质元素：除C、H、O
注意：鉴定是否是植物必需元素的方法——水培法。
矿质元素吸收的方式为被动运输和主动运输，主要是主动运输。
矿质元素的吸收部位主要为根尖根毛区（成熟区）
矿质元素的吸收动力——呼吸作用产生的ATP
矿质元素的运输结构——导管（死细胞）
矿质元素的运输动力——蒸腾拉力
矿质元素吸收速度与细胞膜上的载体以及ATP有关
矿质元素吸收曲线判断时注意横坐标为氧浓度还是呼吸作用强度
第一节 生物体中的无机化合物
一、构成生物体的无机化合物---水和无机盐
1．水
1.1含量：在人和哺乳动物中含量约为70%，是组成生物体中含量最多的化合物
1.2水的摄入和排出
摄入途径：饮用水、食物水、代谢水
排出途径：尿液、皮肤蒸发、呼吸蒸发、排遗
1.3存在形式：自由水和结合水
注意：自由水和结合水可以相互转化，例如温度升高可使部分结合水转化为自由水。
自由水结合水的比值大小可反映相应组织细胞的代谢程度，比值越大代谢程度越高，比值越小，代谢程度越低。
1.4作用： 作为溶剂；绝大多数生物化学反应的介质；帮助运送物质；
由于水的比热大，对调节体温、保持体温恒定有重要作用；
人体及其他生物体组织结构的重要组成成分（结合水）
参与化学反应
注意：水作为反应物的反应常见的有：水解、光合作用、有氧呼吸
水作为产物的反应常见的有：脱水缩合、光合作用、有氧呼吸
产生水的细胞结构：核糖体（合成蛋白质脱水缩合）、线粒体（有氧呼吸第三阶段）、
叶绿体（光合作用暗反应）、细胞核（DNA复制、转录）。
有时也提到高尔基体（多糖的形成）。
1.5分析课本18页表2-1，结论：同种生物不同器官的含水量不同
一般代谢越旺盛器官含水量越多
组织器官的形态差异与水的存在形式有关
分析课本18页表2-2，结论：不同种类生物的含水量不同
含水量多少与生物的生存环境有关
构成生物体的成分中水的含量最多
1.6 水与健康 当失水量达到体重的2%以上时，产生脱水现象有口渴的感觉。
当失水量达到体重的6%以上时，会出现极度口渴，尿少，软弱无力以及体温升高等现象。
当失水量超过15%时，可引起昏迷，甚至死亡。
当失水量超过20%，生命活动停止。
健康成人每天进水量为2200——2500毫升。
1.7水分的吸收
植物细胞水分的吸收方式：吸胀吸水——（干燥的种子和未成熟的植物细胞）
渗透吸水——（成熟的植物细胞）
动物细胞水分的吸收方式：渗透吸水
植物细胞吸水的主要区域：根尖的根毛区
植物细胞水分吸收的动力：蒸腾拉力
植物细胞水分的运输结构：导管（死细胞）
植物细胞水分运输的动力：蒸腾拉力
植物细胞水分吸收的影响因素： 吸胀吸水——亲水物质的数量
渗透吸水——原生质层内外溶液的浓度差
注意：水分的吸收和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程（吸收方式、吸收动力来看），但又有一定得联系（矿质元素需要溶解于水才能被吸收，矿质元素的吸收有利于水的吸收）
2．无机盐
2.1存在形式：大多数以离子状态存在
2.2含量：1%左右
2.3作用：参与组成生物体内的重要化合物，如Fe是血红蛋白的重要组成成分，Ca是构成骨骼、牙齿的重要成分，Mg是叶绿素分子必需的成分；I是构成甲状腺素的成分等
参与生物体的代谢活动，调节生命活动，如B可促进花粉管的伸长，却B会花而不实；
人体缺锌会造成生长发育不良，认知能力缺陷等；血液中缺钙则会肌肉抽搐等
维持内环境的稳定。利用体内的缓冲溶液调节内环境的PH值在7.35-7.45间波动；通过水和电解质平衡的调节维持内环境的渗透压。
细胞膜内外的钾离子和钠离子在维持细胞膜生物功能中起重要作用。
注意：医生给严重腹泻的病人注射一定量的0.9%氯化钠溶液主要是为了补充水分；注射50%的葡萄糖溶液是为了补充能量。
2.4缺乏症状：
植物叶片缺镁，叶脉却绿，叶片变黄、变白
植物叶片缺锌，幼叶和茎生长受到抑制，叶边缘常撕裂或皱缩
植物叶片缺锰，叶脉间缺绿、坏死。
2.5无机盐需求原则——适量

第2节 生物体中的有机化合物
二、构成生物体的有机化合物---糖类、脂质、蛋白质、核酸、维生素
1．糖类
1.1通式：人们将符合化学通式（CH2O）n的物质称为糖类，俗称碳水化合物。
1.2元素组成：C、H、O
1.3作用：维持生命活动所需能量的主要来源；组成生物体结构的基本原料
1.4种类和比较：单糖、双糖和多糖

单糖
双糖
多糖
动物
六碳糖：葡萄糖、果糖（多见于植物）、半乳糖（多见于动物）
五碳糖：核糖、脱氧核糖
乳糖
肝糖原、肌糖原
植物
蔗糖
麦芽糖
淀粉
纤维素
注意： 脱水缩合 脱水缩合
单糖 双糖 多糖
水解 水解
脱水缩合 脱水缩合
葡萄糖+葡萄糖 麦芽糖 淀粉
水解 水解
脱水缩合
葡萄糖+果糖 蔗糖
水解

核糖和脱氧核糖是构成核酸的重要成分
含有核糖的分子有核糖核苷酸、ATP等
葡萄糖是细胞中的主要能源物质。
纤维素和果胶是构成植物细胞壁的主要成分，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。
淀粉是植物体内糖的储存形式，储能物质。
植物体内糖的运输形式是蔗糖，运输结构是筛管（不增殖细胞），储存形式是淀粉。
糖原是动物体内糖的储存形式，储能物质。血糖低时，肝糖原分解为葡萄糖补充血液中的血糖；血糖高时，则合成肝糖原和肌糖原储存。人体中肝糖原和血糖的合成和分解是动态平衡的。原因肝细胞表面有胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素等激素的受体，而肌细胞表面有肾上腺素的受体，没有胰高血糖素的受体。
常见的还原性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖等（有一种说法单糖都是还原性糖），还原性糖与班氏试剂在均匀加热至沸腾的条件下，会呈现出可以鉴别的红黄色颗粒。
2．脂质：最常见的脂质——脂肪、磷脂、胆固醇
特性：不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等有机溶剂
2.1脂肪的元素组成：C、H、O
2.2脂肪的基本单位：甘油和脂肪酸
脂肪酸分为：饱和脂肪酸(只含C-C，动物脂肪)和不饱和脂肪酸(含C=C，植物油)
2.3脂肪的功能：更好的储能物质（1克脂肪产能37.6KJ是1克葡萄糖产能16.4KJ的2倍多）；减少热量散失，维持恒定体温；保护内脏器官，缓冲外界作用力；作为脂溶性维生素的溶剂。
注意：甘油属于三碳化合物，在三大类物质中常与糖代谢中的丙酮酸等三碳化合物发生联系。
脂肪酸可以通过二碳化合物与三大类物质代谢中的糖代谢发生联系。在脂类功能时脂肪先水解为甘油和脂肪酸，脂肪酸的氧化分解发生在线粒体基质中，长的脂肪酸在酶的作用下被分解为二碳化合物，进入三羧酸循环，彻底氧化放出大量能量。
一分子甘油与三分子脂肪酸脱去3分子水，形成一个脂肪分子。
脂肪与苏丹III染液在混合均匀的情况下，呈现出可以鉴别的橘红色色油滴。若为固体材料则需用显微镜观察。
2.4磷脂的功能和结构：是组成细胞膜等生物膜的结构大分子，由亲水性头部和疏水性尾部组成，在水
(元素：CHONP) 环境中排列成微团状或磷脂双层分子膜，并用简图表示(见右图)：
2.5胆固醇：正常人体约含150克，主要在神经系统、肝肾肠等内脏和皮肤脂肪内。
2.6胆固醇的作用：组成细胞膜结构的重要成分；机体合成某些激素(雄激素、雌激素、肾上腺皮质激素)和维生素D等物质的原料。所以有调节人体的生长发育和代谢的重要生理功能。
2.7胆固醇过高症：血液中胆固醇含量偏高与心血管疾病的发生是明显相关的，如动脉粥样硬化
注意：适当的光照有助于维生素D的形成，维生素D有助于钙的吸收。
甘油、脂肪酸、胆固醇属于脂溶性小分子，通过细胞膜的方式为自由扩散。
3．蛋白质
3.1概念：是由氨基酸为单体组成的大分子化合物。
3.2元素组成：C、H、O、N （S） 少数蛋白质含有铁、镁等元素
3.3基本单位：氨基酸（通式：
特点：至少有一个氨基、一个羧基；并且有一个氨基和一个羧基连
接在同一个碳原子上。
种类：约20种，分成必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸（12种）

3.4多肽的形成：方式--脱水缩合；肽键 氨基－NH2 羧基－COOH
氨基酸数目
n
n

n
肽链数目
1
2
…
x
脱水数目
n-1
n-2
…
n-x
肽键数目
n-1
n-2
…
n-x
多肽化合物的命名（有几个氨基酸构成即几肽，注意大写）
氨基酸数目（n）、肽链的数目（x）、肽键数目、脱去水分子数目的相互关系
肽链的特点(一端是氨基、一端是羧基，即一个多肽分子上
至少有一个氨基和一个羧基)
3.5蛋白质多样性的原因：构成肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链构成蛋白质的空间结构不同。
3.6蛋白质的功能：
3.6.1是细胞膜、细胞质、肌肉、皮肤、毛发等机体构造的主要成分；
3.6.2形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需的原料；
3.6.3作为能量供机体利用。每克蛋白质在体内氧化可产生13.72KJ能量。
注意：蛋白质中N的存在形式一般有肽键和氨基两种形式，主要为肽键形式。
蛋白质中O的存在形式一般有肽键和羧基两种形式，主要为肽键形式。
蛋白质计算时注意形成为肽链还是肽环，注意是否含有二硫键等。
三大类有机物氧化分解供能顺序：糖类、脂肪、蛋白质
蛋白质与双缩脲试剂（先加5%的氢氧化钠溶液后加1%硫酸铜溶液）混合均匀呈现出可以鉴别的紫色。
4．核酸：
4.1组成单位：核苷酸(脱氧核苷酸和核糖核苷酸两种)
4.2元素组成：C、H、O、N、P
4.3核酸的种类：DNA（脱氧核糖核酸）、RNA（核糖核酸）
4.4 DNA 与 RNA 的区别：
种类
全称
基本单位
单体(核苷酸)组成
分布场所
DNA
脱氧核糖核酸
脱氧核苷酸
1磷酸+1脱氧核糖+1含氮碱基(A、G、T、C)
主要在细胞核
RNA
核糖核酸
核糖核苷酸
1磷酸+ 1核糖+1含氮碱基(A、G、U、C)
主要在细胞质
4.5组成核酸的含氮碱基共5种；核苷酸共8种。
4.6 核酸的功能：细胞内携带遗传信息的物质
注意：具有细胞结构的生物体细胞中通常含有DNA和RNA两种核酸，遗传物质为DNA。
具有细胞结构的生物体细胞中通常含有5种含氮碱基，8种核苷酸。
核苷酸形成核酸的方式为脱水缩合。

双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA的区分：根据碱基种类确定DNA或RNA
根据碱基比例确定双链还是单链
DNA存在于细胞核、线粒体、叶绿体中。（有时也提到细胞质）
RNA存在于细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体、细胞质基质中。
5．维生素
5.1概念：是生物的生长和代谢所必需的微量有机化合物
5.2缺乏症：缺VB1—脚气病，缺VC—坏血病，VA--夜盲症，VD--佝偻病
5.3预防：膳食多样化是避免维生素缺乏症的合理方法。
5.4种类：
脂溶性维生素：只溶于脂肪，不溶于水，在体内可储存，有维生素A、D、E、K四种。
水溶性维生素：只溶于水，不溶于脂肪，在体内储存很少，过量的水溶性维生素多由尿排出体外。
注意：维生素属于有机小分子可以直接被吸收。
维生素、酶、激素都属于高效物质。

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