高三生物025.doc

东北师范大学附属中学网校（版权所有 不得复制）期数： 0510 SWG3 025学科：生物 年级：高三 编稿老师：郭彩凤审稿老师：高毅 预 习 篇同步教学信息生命的物质基础（2）【教材阅读提示】1脂质、蛋白质、核酸的化学元素组成、在细胞内的存在形式、和重要的生理功能（C理解）2组成生物体的无机化合物和有机化合物是生物活动的基础（C理解）3各种化合物只有按照一定方式有机的组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象（A知道）【学习方法导航】 糖类和脂质的有关知识可以采用列表的形式进行； 元素组成种类功能糖类脂质【高考命题趋势】本单元考查的题型有选择题和简答题两类，题目具有一定的综合性，多以所学知识在有关情境中的分析识别和陈述性知识为主。能力要求主要包括依赖于基础知识的识图分析。特别是蛋白质与核酸的分子结构特点。合成方式以及两者的关系，其数学运算较多，方法层出不穷，如蛋白质分子中的氨基酸、肽键数、肽链数、脱水数、蛋白质消化时的加水数之间的关系。围绕新技术而设计的各项实验方法独特，以信息给出的形式在题干中大量展现，这给理解、分析题意设置了较大的障碍。【基础知识构建】1有机化合物脂质（1）元素组成：主要C、H、O，但H：O远大于2，所以不同于糖类，很多脂质也含有N和P。（2）分类：包括脂肪、类脂和固醇（3）主要功能：脂肪主要是生物体内储存能量的物质。1克脂肪彻底氧化分解释放的能量为38.91KJ，是同质量葡萄糖或蛋白质所释放能量（17.91KJ/克）的两倍多。参与生物膜（细胞膜、各种细胞器膜及核膜）的构成，这主要是类脂中重要物质磷脂的重要作用维持正常的新陈代谢和生殖。这通常是固醇类物质的重要作用，它包括胆固醇、维生素D、性激素（雄性激素和雌性激素）、肾上腺皮质激素。2有机化合物核酸（重点、重要考点） 核酸是一切生物的遗传物质，分DNA和RNA两类，我们下面通过表格对它们进行比较。种类组成单位碱基种类存在分类空间结构脱氧核糖核酸（DNA）脱氧核糖核苷酸（一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基、一分子磷酸）A、G、C、T主要存在细胞核中，少量存在细胞质中（叶绿体，线粒体）规则的双螺旋结构核糖核酸（RNA）核糖核苷酸（一分子核糖、一分子含氮碱基、一分子磷酸）A、G、C、U主要存在细胞质中转运RNA信使RNA核糖体RNA单链结构下面要说明几点：（1）DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是极少数没有DNA的病毒（如烟草花叶病毒、车前草病毒、流感病毒、艾滋病病毒、SARS病毒、口蹄疫病毒等）的遗传物质。（2）DNA和RNA中有三种相同的含氮碱基（A、G、C）并各有一种不同的含氮碱基（T、U），所以组成核酸（DNA和RNA）的碱基数目共有五种。（3）DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖，脱氧核糖和核糖是相差一个氧原子的不同物质，因此DNA四种核苷酸与RNA四种核苷酸是各自独立的，不能依据含氮碱基的不同与否进行简单的合并计算，应把各自的四种核苷酸合并起来，所以核酸的核苷酸共有8种。AMPADPATP腺苷有特殊功能的核苷酸：ATP，A核糖PPPNADP，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，他们都能为细胞传递能量。3有机化合物蛋白质（重点、难点、重要考点）（1）元素组成：主要由C、H、O、N四种元素组成。少量的有S（甲硫氨酸、蛋氨酸），有的含有P，有的还含有微量的Fe（血红蛋白）、Cu、Mn、I、Zn（胰岛素）等元素。（2）细胞中的含量：占细胞干重的50以上，仅比水少。（3）蛋白质是生物高分子：由几千甚至几十万个原子组成，相对分子质量特别大。（4）基本组成单位：氨基酸（主要约二十种）其通式为： R NH2 C COOH H其特点是：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（NH2）和一个羧基（COOH） 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。关于R基：不同的氨基酸R基是不同的，可以是H（甘氨酸）也可能含羟基（OH）、氨基（NH2）、巯基（SH）、羧基（COOH）（5）分子结构：细胞中的蛋白质的合成场所是在核糖体中进行的，通过脱水缩合反应来完成的，如果是n个氨基酸经缩合反应形成的多肽（n3个氨基酸），含n-1个肽键（CONH），脱去n-1个H2O。如果形成的蛋白质由多条肽链构成，在这些肽链中共有肽键数为氨基酸数减去肽链数（m），可写成n-m。通过缩合过程形成的多肽，进而形成具有一定空间结构的蛋白质。（6）蛋白质多样性的原因：组成每种蛋白质分子的氨基酸的种类不同；数目成百上千；排列的次序变化多端；空间结构千差万别。（7）蛋白质的主要功能（一切生命活动的体现者）有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质（结构功能），如：人和动物的肌肉主要是蛋白质催化作用，物质代谢过程所包括的各种化学反应，绝大多数必须由酶催化，而绝大多数酶的化学本质就是蛋白质调节作用，运输作用，体内氧化作用所需的氧，主要是由红细胞所含的血红蛋白来输送。物质代谢过程必须由激素来调节，某些激素就是蛋白质或蛋白质的衍生物。如：胰岛素和生长激素都是蛋白质。 人体和动物激素分类第一类：胺类生物激素，如甲状腺激素、肾上腺素等。第二类：肽和蛋白质类激素，如生长激素、胰岛素、胰高血糖素、抗利尿激素、垂体分泌的各类促激素。第三类：固醇类激素，如肾上腺皮质激素、性激素（雌激素、雄激素、孕激素）、醛固酮等第四类：脂肪酸衍生物激素，如前列腺素等。注意：胺类和肽、蛋白质类激素适宜注射，不适合口服，易被消化。遗传信息的传递，现在知道遗传信息是由生物体内所含的核蛋白传递的，如遗传物质载体染色体的成分之一是蛋白质。免疫作用，引起免疫作用的抗原和免疫过程所产生的抗体，都是蛋白质（8）蛋白质的主要理化性质（和物理、化学的联系）两性因为蛋白质是氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，分子内存在NH2和COOH，所以蛋白质具有酸碱两性。胶体性质 蛋白质的分子量很大，容易在水中形成胶体颗粒，具有胶体性质。在水溶液中，蛋白质形成亲水胶体，就是在胶体之外包有一层水膜。水膜可以把各个颗粒相互隔开，所以颗粒不会凝聚成块而下沉。盐析：蛋白质加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析，盐析作用主要破坏蛋白质的水化层，当盐析沉淀出的蛋白质重新用水处理时，沉淀重新溶解，性质不变，所以盐析是可逆反应。利用此法可以分离、提取蛋白质。变性作用 蛋白质分子的结构复杂，容易受外界环境条件的影响而改变它的结构和理化性质。影响变性的因素很多，如加热、X光照射、强酸、强碱、重金属盐的作用，都可以引起蛋白质的变性。变性以后，分子结构中的某些键裂开(变性过程中不发生肽键和二硫键的破坏，因而不发生一级结构的破坏，而主要发生氢键、疏水键的破坏，使肽链的有序的卷曲，折叠状态变为松散无序，原来包含的分子内部的疏水侧链基团暴露到分子外部，因而蛋白质的溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀)，结构紊乱，丧失其生物活性。例如，加热或用乙醇处理，可以使细菌由于蛋白质变性而死亡，从而达到灭菌的目的(鸡蛋煮熟后，卵清蛋白所发生变性而凝固)，紫外线灭菌也是基于这种道理。相反的，对于生物制品（如疫苗、血清等），为了防止变性，保存其成品的活性，必须将生物制品保存在适宜的环境条件中。【应用举例】1（98年上海高考）过度肥胖者的脂肪组织中,占细胞重量50以上的物质是蛋白质B脂肪C糖类D水解析：本题主要考查学生对构成细胞的各种化合物所占细胞鲜重比例的掌握程度.题目中”过度肥胖者的脂肪组织”这一前提条件是一个干扰因素,只要是活的细胞,无论它是哪种类型,其含量最大的化合物一定是水,故此题正确答案是D.对于A选项中的蛋白质,占细胞鲜重的7到10,占细胞干重50以上.答案：D2现在已知构成蛋白质的氨基酸共有20种，他们的平均分子量为128，由50个氨基酸形成的某种蛋白质由一条多肽链组成，该蛋白质的分子量是 A 6400 B 2560 C 5518 D 2218解析：氨基酸脱水缩合，在相邻氨基酸之间形成肽键，从而构成蛋白质，计算蛋白质的分子量时仅算出氨基酸的总分子量不行，必须考虑到脱去的水分子的分子量，具体算法是：肽链的分子量氨基酸的平均分子量氨基酸数脱去的水分子的分子量 即： 1285049185519答案：C3关于酶、激素、维生素的叙述中，正确的是A 都是活细胞产生的 B 都是蛋白质 C 都能调节新陈代谢和生长发育 D 都是高效能的物质解析：酶、激素、维生素的共性和特性，涉及三者的来源、本质、生理功能的异同。来源上看，酶和激素都是活细胞产生的，而维生素在动物体内一般是不能合成的有的是在体内转化来的，主要从食物中获得，所以A错。从化学本质上看，绝大多数的酶是蛋白质，少量的是RNA，激素种类很多，有的是蛋白质类的激素、有的是固醇类的，而维生素是可溶性的小分子有机物，所以B错。从生理功能上看，酶是生物催化剂，起催化作用，激素对生命活动起调节的作用；而维生素主要是维持人体的正常生长发育所以C错。此三类物质在体内都是含量较少，对正常的生命活动起重要作用的物质，即都具有高效性。答案：D4组成核苷酸的含氮碱基、五碳糖和核苷酸各有多少种 A 5、2、8 B 4、2、2 C 5、2、2 D 4、4、8解析：核酸的基本组成单位是核苷酸，每个核苷酸由一分子的含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。核酸分为两大类，即DNA 和RNA，组成前者的碱基A、T、G、C，五碳糖是脱氧核糖，组成后者的碱基是A、U、G、C，五碳糖是核糖。因此，碱基是5种，五碳糖两种，根据碱基和核糖的不同核苷酸共分为8种。答案：A【教材习题解答】旁栏思考题P13：给病人点滴输入葡萄糖液，可以起到给病人提供营养、增加能量的作用。因为葡萄糖氧化分解时释放大量的能量，可以供给病人生命活动的需要，有利于早日康复。复习题一、 二、1A 2A 3D三、1因为这两种蛋白质的分子结构不同（即氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，空间结构千差万别。），所以它们的功能不同。2因为细胞内的各种化合物必须按照一定方式组成特定的结构，才能在生命活动中发挥作用。【强化训练】【同步落实】（级）1构成蛋白质的主要元素有A. C、H、0、P、S B.C、H、0、NC. N、P、K、Mg D.C0、H、P、S、Mn2蛋白质和核酸共有的组成元素是A.C、H、0、N、P B.C、H、0、SC.N、P、K、Mg D.C、H、0、N3植物体内和动物体内都有的单糖是A葡萄糖 B乳糖 C蔗糖 D麦芽糖4在动物细胞内，作为储藏能量的糖类是A淀粉 B糖元 C脂肪 D纤维素NH25下列化合物中哪一个不是参与组成蛋白质的氨基酸D NH2 A HCCOOH B CH3CCOOHCH3H H H CH2COOH HHC NH2CCOOH D NH2CCCOOH H 6四个氨基酸缩合形成的四肽具有的肽键数是CA 1个 B 2个 C 3个 D 4个7胰岛素和性激素都是生物激素，它们的化学本质分别是A蛋白质和脂肪 B脂类和蛋白质 C蛋白质和固醇 D磷脂和蛋白质8构成肌纤维蛋白的基本组成单位是A葡萄糖 B氨基酸 C核苷酸 D多肽920种氨基酸的平均分子量为128，由100个氨基酸构成的蛋白质（只含有一条多肽链），其分子量为CA 12800 B 11000 C 11018 D 780010蛋白质结构的多样性，决定于组成蛋白质分子的氨基酸的不同，成百上千、 变化多端以及蛋白质的不同。【同步训练】1纤维素是一种多糖，在下列哪种生物中容易找到A水螅 B草履虫 C芹菜 D竹节虫2能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是氨基酸 C、H、O、N等元素 氨基酸分子相互结合 多肽 形成一定的空间结构A B C D3人的肌肉主要是由蛋白质构成的，但骨骼肌、心肌和平滑肌的功能各不相同，这主要是因为A肌细胞形状不同 B在人体的分布位置不同C支持其运动的神经不同 D构成肌细胞的蛋白质分子结构不同4血红蛋白分子中不含有的化学元素是DA碳元素 B氮元素 C镁元素 D铁元素5分子式为(C6H10O5 )n和C3032H4816O872N780S8Fe4，这两种物质最可能是A脂类和蛋白质 B多糖和蛋白质C核酸和多糖 D蛋白蛋和核酸6某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有NH2和COOH的数目至少为A 110，110 B109，109 C 9，9 D 1，17维持高等动物第二性征的物质属于D A 核酸 B 糖类 C 蛋白质 D 脂质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DA n个 B m个 C（m+n）个 D（m-n）个9生化分析某种可溶于水的有机小分子样品，得知该物质含有C、H、O、N、P等元素，该物质最可能是DA核酸 B 氨基酸 C 脂肪酸 D 核苷酸10糖类、脂质和蛋白质都具有的元素是A C、H、O、N、P B C、H、O、N、SC C、H、O D C、H、O、N11维持高等动物第二性征的物质属于（02年上海）A核酸 B糖类 C蛋白质 D脂质12大豆根尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有（02年上海） A8 B7 C5 D4参考答案同步落实：1B 2D 3A 4B 5D 6C 7C 8B 9C10种类 数目 排列次序 空间结构同步训练：1C 2D 3D 4C 5B 6D 7D 8D 9D 10C11D 12B参考资料1水在生物体和细胞内的存在状态（1）结合水吸附和结合在有机固体物质上的水，主要依靠氢键与蛋白质的极性基(羧基和氨基)相结合形成亲水胶体。多糖、磷脂也以亲水胶体形式存在。这部分水不能蒸发、不能析离，失去了流动性和溶解性，是生物体的构成物。（2）自由水填充在有机固体颗粒之间的水分，可流动、易蒸发，加压力后可析离，是可以参与物质代谢过程的水。2水在生物体内的作用 水是生命存在的环境条件，同时也是生活物质本身化学反应所必需的成分。水对于维持生物体的正常生理活动有着重要的意义，因此水是生物体内不能缺少的物质。（1）水是细胞内的良好溶剂生物体内的大部分无机物及一些有机物，都能溶解于水。水是物质扩散的介质，也是酶活动的介质。细胞内的各种代谢过程，如营养物质的吸收，代谢废物的排出，以及一切生物化学反应等，都必须在水溶液中进行。（2）水的其他作用由于水分子的极性强，能使溶解于其中的许多种物质解离成离子，这样也就有利于体内化学反应的进行。由于水溶液的流动性大，水在生物体内还起到运输物质的作用，将吸收来的营养物质运输到各个组织中去，并将组织中产生的废物运输到排泄器官，排出体外。水的热容大，1 g水从15 上升到16 时需要4.18 J热量，比同量其他液体所需要的热量多，因而水能吸收较多的热而本身温度的升高并不多。水的蒸发热较大，1 g水在37 时完全蒸发需要吸热2.40 kJ，所以人蒸发少量的汗就能散发大量的热。再加上水的流动性大，能随血液循环迅速分布全身，因此水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。水还有润滑作用。对植物来说，水能保持植物的固有姿态。由于植物的液泡里含有大量的水分，因而可以维持植物细胞的形态而使枝叶挺立，便于接受阳光和交换气体，保证正常的生长发育。对生物体的生命活动起重要的调控作用。生物体内水含量的多少以及水的存在状态的改变，都影响着新陈代谢的进行。一般情况下，生物体内的含水量在70%以上时代谢活跃；含水量降低，则代谢不活跃或进入休眠状态。当自由水比例增加时，生物体的代谢活跃，生长迅速；而当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。3无机盐 无机盐在细胞中的含量虽然不多，却是生命活动所必需的。如果将一块组织放在蒸馏水中，从细胞中去掉盐类，该组织就会死亡。许多无机盐在细胞中呈离子状态存在。无机盐在生物体和细胞中的作用主要有以下几点。（1）是构成细胞或构成生物体某些结构的重要成分。（2）参与并调节生物体的代谢活动。有些无机离子是酶、激素或维生素的重要成分。例如，含锌的酶最多，已知有70多种酶的活性与锌有关；钴(Co)是维生素B12的必要成分，参与核酸的合成过程；铁(Fe)参与组成血红蛋白、细胞色素等，参与氧的运输和呼吸作用中的电子传递过程等。（3）维持生物体内的平衡。体内平衡是使细胞具有稳定的结构和功能，使生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很复杂，情况多变。其中的3个主要方面与无机盐含量的稳定密切相关。渗透压平衡：细胞内外的无机盐的含量是维持细胞渗透压的重要因素。酸度平衡(即pH平衡)：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着细胞组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。例如，各种蛋白质对于pH的改变非常敏感，人体血浆pH降低0.5时，人就立即发生酸中毒。无机离子如HPO42-H2PO4-和H2CO3HCO3-等，组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡。离子平衡：动物细胞内外的Na+K+Ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外Na+高、K+低，细胞膜内K+高、Na+低。K+、Na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞保持反应性能的重要条件。此外，在细胞膜外Na+多、Ca2+少时，神经细胞就会失去稳定性，对于外来刺激就会过于敏感。4糖类的分布和功能 糖类是生物体的主要能源物质和重要的组成成分，在自然界中分布极广，几乎所有的动物、植物、微生物的体内都有它，尤以存在于植物体内的为最多，约占植物体干重的80%。在植物体内，构成根、茎、叶骨架的主要成分是纤维素多糖。在植物种子或果实里的主要储存物质，如淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖等都属于糖类。在动物血液中的血细胞内，也有葡萄糖或由葡萄糖等单糖缩合成的多糖存在，在肝脏、肌肉里的多糖是糖元。人和动物的组织器官中所含的糖类，不超过身体干重的2%。微生物体内的含糖量约占身体干重的10%13%，其中有的呈游离状态，有的与蛋白质、脂肪结合成复杂的物质，这些物质一般存在于细胞壁、黏液或荚膜中，也有的形成糖元或类似淀粉的多糖存在于细胞质中。糖类的功能有以下几点。(1)糖类是生物体的主要能源和碳源物质：糖类物质可以通过分解而放出能量，这是生命活动所必需的。糖类还可以在生物体内转化成其他化合物(如某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等)，并提供碳原子和碳链骨架，是构成组织和细胞的成分。(2)糖类与生物体的结构有关：纤维素和壳多糖都不溶于水，有平坦伸展的带状构象，并且堆砌得很紧密，所以它们彼此之间的作用力很强，适于作强韧的结构材料。纤维素是植物细胞壁的主要成分。壳多糖是昆虫等生物体外壳的主要成分。细菌的细胞壁由刚性的肽聚糖组成，它们保护着细胞膜免受机械力和渗透作用的损伤。细菌的细胞壁还使细菌具有特定的形状。(3)糖类是储藏的养料：糖类以颗粒状态储存于细胞质中，如植物的淀粉、动物肝脏和肌肉中的糖元。(4)糖类是细胞通讯识别作用的基础：细胞表面可以识别其他细胞或分子，并接受它们携带的信息，同时细胞也通过表面上的一些大分子来表现其本身的活性。细胞与细胞之间的相互作用，是通过一些细胞表面复合糖类中的糖和与其互补的大分子来完成的。(5)糖类具有润滑保护作用：黏膜分泌的黏液中有黏稠的黏多糖，可以保护润滑的表面。关节腔的滑液就是透明质酸经过大量水化而形成的黏液。5磷脂和糖脂 磷脂是构成生物膜的主要成分。它广泛分布在动植物组织中。磷脂在动物体内多存在于脑和神经组织中，在心脏和肝脏中的含量也不少；植物的种子中含磷脂也比较多，如大豆种子的磷脂达2%。磷脂大多不溶于丙酮，不溶于水，但像亲水胶体一样，能在水中膨胀并形成乳状液或胶体溶液。磷脂的种类很多，有卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂等。卵磷脂又称蛋黄素，大量存在于各种动物的组织和器官中，尤其在蛋黄、脑、肾上腺、红细胞中的含量较多。蛋黄中卵磷脂的含量可达8%10%。许多种种子，如大豆、向日葵的种子也含有卵磷脂。糖脂是一类具有一般脂质溶解性质的含糖脂质，包括脑糖脂、神经节糖脂、甘油醇糖脂等。磷脂和糖脂都是构成生物膜的磷脂双分子层结构的基本物质，也是某些生物大分子化合物(如脂蛋白和脂多糖)的组成成分。6蛋白质分子的结构 通常将蛋白质的结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构(图1-1)。图 1-1 蛋白质分子的一、二、三、四级结构示意图（1）蛋白质的一级结构：又称为初级结构或化学结构，是指蛋白质分子中，由肽键连接起来的各种氨基酸的排列顺序。目前可以运用氨基酸自动分析仪和氨基酸顺序自动分析仪，对蛋白质的一级结构进行测定。（2）蛋白质的二级结构：蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。近些年来，通过研究知道，蛋白质分子的多肽链本身一般不是全部以松散的线形分子状态存在于生物体内的，而是部分卷曲、盘旋成螺旋状(一般呈所谓螺旋)，或折叠成片层状(又称折叠)，或呈回折(发夹回折、U形转折)，或呈无规则卷曲。蛋白质的二级结构主要依靠氢键来维持结构的稳定性。（3）蛋白质的三级结构：具有二级结构的肽链，按照一定方式进一步卷曲、盘绕、折叠成一种看来很不规则，而实际上有一定规律性的三维空间结构，叫做三级结构。这些肽链所以会卷曲、盘绕、折叠，主要是因为肽链的侧链之间的相互作用。（4）蛋白质的四级结构：具有三级结构的蛋白质分子，通过一些非共价键结合起来，而成为具有生物功能的蛋白质大分子，就是蛋白质的四级结构。构成蛋白质功能单位的每条肽链，称为亚基。亚基虽然只具有二、三级结构，但是在单独存在时并没有生物活力，只有完整的四级结构才具有生物活力。例如，磷酸化酶是由2个亚基构成的，马血红蛋白是由4个不同的亚基(2个肽链，2个肽链)构成的，谷氨酸脱氢酶是由6个相同的亚基构成的。有些蛋白质分子只有一、二、三级结构，并无四级结构，如肌红蛋白、细胞色素c、核糖核酸酶、溶菌酶等。另一些蛋白质则一、二、三、四级结构同时存在，如血红蛋白、谷氨酸脱氢酶等。