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1、第二章组成细胞的分子全品高考复习方案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、考点组成相同，含量差别大具有统一性和差异性生物体按照生命活动需要从外界有选择地吸收元素，故与无机环境含量相差较大元素地壳细胞C0.08718.0O48.6065.0N0.0033.0H0.7610.0Si26.3极少组成地壳和组成细胞的部分元素含量（）表组成细胞的元素不同生物含有的元不同生物含有的元素种类大体相同素种类大体相同,但是含量有差异但是含量有差异元素玉米人C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33P0.203.11S0.17
2、0.78K0.921.09Ca0.234.67Mg0.180.16细胞中元素的含量含量最多的元素是含量最多的元素是O(干重中是干重中是C)数量最多的是数量最多的是H基本元素是基本元素是C主要元素是主要元素是CHON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
3、 C、H H、OO、NN、P P、S S、K K、CaCa、MgMg等等FeFe、MnMn、MoMo、B B、ZnZn、CuCu等等必需元素必需元素组成细胞的化合物组成细胞的化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物水水:85%95%(鲜重中含量最高鲜重中含量最高)无机盐无机盐:1%1.5%糖类：糖类：脂类：脂类：1%1.5%蛋白质：蛋白质：7%10%核酸：核酸：C、H、OC、H、OC、H、O、N、P、S、FeC、H、O、N、P11.5组成元素C、H、O、N（P、S）导致氨基酸种类：20种 必需氨基酸：8种非必需氨基酸：12种通式：CHCH2NOHOR特点：至少至少有一个NH2和一个COO
4、H连在同一个同一个C原子上脱水缩合多肽组成蛋白质的氨基酸不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同多肽的空间结构不同折叠盘旋蛋白质结构多样性功能多样性构成生物体，如结构蛋白运输作用，如血红蛋白催化作用，如酶调节作用，如胰岛素免疫作用，如抗体导致导致v非必须氨基酸：共非必须氨基酸：共1212种，人体可自身种，人体可自身 合成的氨基酸合成的氨基酸v必须氨基酸：共必须氨基酸：共8 8种，人体不能自身合种，人体不能自身合 成的氨基酸。成的氨基酸。赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸酸2020种氨基酸种氨基酸氨
5、基酸分子结构通式氨基酸分子结构通式CHCH2NOHOR氨基羧基侧链基团特点：特点：a.a.每个氨基酸分子每个氨基酸分子至少至少都含有一个氨基都含有一个氨基(-NH2)(-NH2)和一个和一个 羧基羧基(-COOH)(-COOH)，并连在，并连在同一个同一个碳原子上。碳原子上。b.R b.R基不同、氨基酸不同。基不同、氨基酸不同。CHCH2NOHOR1CHCNOHOR2H2HH脱水缩合脱水缩合OH HHOHCHCH2NOR1CHCNOHOR2HH2O肽键肽键二肽J脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基（COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（NH2）相连接，同时脱去一分子的水水的结合方式。J肽键：连接两个氨
6、基酸分子的化学键（NHCO）J二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物思考v2个氨基酸形成一条肽链，要脱去1分子水，并形成1个肽键。v3个氨基酸形成一条肽链，要脱去2分子水，形成2个肽键。v那么，n个氨基酸形成一条肽链，要脱去_个水分子，形成_条肽键。vn个氨基酸形成m条肽链，要脱去_个水分子，形成_条肽键。v如果每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为_n-1n-mn-mn-1nxa-(n-m)x18结论脱水数肽键数氨基酸数肽链数蛋白质相对质量分数氨基酸平均相对分子质量x氨基酸数18x脱水数 脂肪脂肪可以被可以被苏丹苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染液染成红色)。蛋白
7、质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应。（多肽也可以鉴定）实验：鉴定蛋白质、还原性糖、脂肪实验：鉴定蛋白质、还原性糖、脂肪可溶性糖中的可溶性糖中的还还原糖原糖（如葡萄糖、果糖、（如葡萄糖、果糖、麦麦芽糖），芽糖），与与斐林斐林(Fehling)试剂发试剂发生作用，生作用，可以生成可以生成砖红砖红色沉淀色沉淀。颜色变化：淡蓝色棕色砖红色还原糖的鉴定还原糖的鉴定脂肪的鉴定脂肪的鉴定蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定材料的选取：材料的选取：富含糖，颜色富含糖，颜色为白色或近于为白色或近于白色白色富含脂肪富含脂肪富含蛋白质富含蛋白质材料的处理：材料的处理：去皮、研磨去皮、研磨浸泡浸泡试剂的使用：试剂的使用：甲
8、液与乙液混甲液与乙液混合均匀后使用合均匀后使用染色和洗染色和洗浮色不宜过浮色不宜过长长先加先加A A液再滴液再滴加加B B液液反应的原理：反应的原理：新制的新制的Cu(OH)Cu(OH)2 2溶液与溶液与CHOCHO(还原糖的醛基还原糖的醛基)反应反应碱性条件下碱性条件下CuCu2+2+与肽键反应与肽键反应2 2、斐林试剂和双缩脲试剂的比较、斐林试剂和双缩脲试剂的比较相同点：相同点：都由都由NaOHNaOH溶液和溶液和CuSO4CuSO4溶液构成；溶液构成；不同点：不同点：CuSO4CuSO4溶液浓度不一样：溶液浓度不一样：斐林试剂乙液为斐林试剂乙液为 0.05 0.05 g/mLCuSO4g
9、/mLCuSO4溶液，双缩脲试剂溶液，双缩脲试剂 B B为为 0.01 0.01g/mLCuSO4g/mLCuSO4溶液。溶液。配制比例不一样。配制比例不一样。使用方法不一样：使用方法不一样：斐林试剂是甲、乙液混合，斐林试剂是甲、乙液混合，双缩脲试剂则是先加入双缩脲试剂则是先加入A A试剂，再加入试剂试剂，再加入试剂B B。鉴定的对象不一样：鉴定的对象不一样：斐林试剂鉴定的是斐林试剂鉴定的是 ，双缩脲试剂鉴定的是双缩脲试剂鉴定的是 。反应原理及颜色反应不一样。反应原理及颜色反应不一样。核酸的结构：核酸是生物大分子，分子量从几十万至几百万。核酸是生物大分子，分子量从几十万至几百万。元素组成：元素
10、组成：C、H、O、N、P基本单位：核苷酸基本单位：核苷酸 1 1分子磷酸分子磷酸 +1+1分子五碳糖分子五碳糖 +1+1分子含氮碱基分子含氮碱基结构：结构：每个核酸分子是由几十个乃至上亿个每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸核苷酸连接而成的长链。通常连接而成的长链。通常DNADNA为双链、为双链、RNARNA为单链。为单链。核酸在细胞中的分布：核酸在细胞中的分布：真核细胞：真核细胞：DNADNA：主要在细胞核，细胞质中的线粒体和：主要在细胞核，细胞质中的线粒体和 叶绿体中也含有少量的叶绿体中也含有少量的DNADNA。RNARNA：主要在细胞质。：主要在细胞质。原核细胞：原核细胞：DNADNA
11、集中在拟核。集中在拟核。(细菌质粒中也有细菌质粒中也有DNA)DNA)基因：有遗传效应的基因：有遗传效应的DNADNA片段片段(RNA(RNA病毒的病毒的RNARNA上也有基因上也有基因)染色体：染色体：DNA和蛋白质的结合体和蛋白质的结合体核核酸酸F概念：细胞内携带遗传信息的物质F功能：在生物体的遗传、变异遗传、变异和蛋白质的蛋白质的 生物合成生物合成中具有极其重要的作用DNARNA蛋白质蛋白质染色体基因：有遗传效应的DNA片段双链脱氧核糖核苷酸单链核糖核苷酸碱基脱氧核糖磷酸ATGC碱基核糖磷酸AUGC种类种类例举例举分布分布功能功能单糖单糖二糖二糖C12H22O11多糖多糖（C5H10O5
12、）n五碳糖六碳糖C6H12O6核糖C5H10O5脱氧核糖C5H10O4葡萄糖果糖半乳糖细胞质细胞核动植物细胞植物细胞动物细胞组成RNA组成DNA构成生物体的重要成分生命活动的重要能源物质麦芽糖蔗糖乳糖植物细胞水解为单糖，作为能源物质动物细胞纤维素淀粉糖原植物细胞植物细胞动物细胞细胞壁主要的组成成分植物细胞主要的储能物质动物细胞主要的储能物质脂类脂类元素组成元素组成:CHO种类和作用种类和作用构成膜的重要成分）构成膜的重要成分）（储能物质）（储能物质）磷脂磷脂脂肪脂肪固醇固醇性激素性激素维生素维生素D胆固醇胆固醇体内代谢产物之一激发维持第二性征等作用促进P、Ca吸收生物大分子以碳链为骨架生物大分
13、子以碳链为骨架 多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的。都是由许多基本的组成单位连接而成的。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。碳是生命的核心元素、没有碳，就没有生碳是生命的核心元素、没有碳，就没有生命。命。水的存在形式：水的存在形式：结合水：与细胞内的其他物质相结合，约结合水：与细胞内的其他物质相结合，约4.5功能：细胞的结构成分功能：细胞的结构成分自由水：以游离的方式存在的，可以自由流动自由水：以游离的方
14、式存在的，可以自由流动的水，约的水，约95.5功能：功能：a.细胞内的良好溶剂；细胞内的良好溶剂；b.各种化学反应的介质，直接参与细胞各种化学反应的介质，直接参与细胞内的各种化学反应；内的各种化学反应；c.运输营养物质和代谢废物运输营养物质和代谢废物结合水与自由水结合水与自由水不同种类生物的细胞不同种类生物的细胞水生生物和陆生生物水生生物和陆生生物沙漠植物和热带植物沙漠植物和热带植物同种生物不同部位的细胞同种生物不同部位的细胞哺乳动物的血液和脏器哺乳动物的血液和脏器同种生物相同部位的细胞在不同的时期同种生物相同部位的细胞在不同的时期种子的休眠期和萌发期种子的休眠期和萌发期鸡蛋新鲜时和臭掉时鸡蛋
15、新鲜时和臭掉时结合水自由水生命活动旺盛生命活动旺盛新陈代谢加快新陈代谢加快生命活动缓慢新陈代谢降低结合水和自由水在一定条件下可以相互转化结合水和自由水在一定条件下可以相互转化细胞中的无机盐细胞中的无机盐T存在状态：离子存在状态：离子T阳离子：阳离子：K+、Ca+、Na+、Mg+、Fe2+、Fe3+T阴离子：阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-T功能：功能：T调节机体渗透压调节机体渗透压T维持酸碱平衡维持酸碱平衡T参与生物体的构成和生命活动参与生物体的构成和生命活动人体对部分无机盐的需求量无机盐功能每日需要量缺乏引起的疾病Fe组成血红蛋白、细胞色素、含铁酶类1020mg缺铁性贫血C
16、a促进牙齿、骨骼生长，调节神经肌肉的敏感性0.41.5g骨骼畸形；痉挛P构成骨骼、肌肉等，促进酶活动，构成核酸1.22.7gNa体液的主要组成部分，调节体液渗透压1.65gK维持离子浓度，调节体液渗透压24g心率异常I形成甲状腺素的成分0.010.15mg甲状腺肿。呆小症Mg与酶活性有关，保持肌肉功能正常0.20.4g惊厥Cu促进正常生长13mg贫血症Zn若干跟消化有关的酶的结构中心1015mg侏儒、生殖腺功能受影响F维持骨骼的结构，防止蛀牙2mg龋齿全品高考复习方案能力、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
17、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全品高考复习方案能力、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，生物体质量的70%是水，这样，仅氧元素就占细胞的：70%16/18=62
18、%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全品高考复习方案能力、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都是活细胞产生的B都是蛋白质类物质C都有调节新陈代谢和生长发
19、育的作用D都是高效能的物质【解析】【解析】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，经日醇，经日光照射后，能转变成维生素光照射后，能转变成维生素D)，主要是从食物中获得，所以，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；有些是蛋白质类激素，如错。从物质结构上看，大多数的酶是蛋白质；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；而维生素是可溶性胰岛素、生长激素
20、；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，小分子有机物，B错。从功能上看，酶是生物催化剂，激素对生物的新陈错。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，而维生素主要是维持人体的正常生长发育，代谢、生长发育起调节作用，而维生素主要是维持人体的正常生长发育，故故C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。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7】在给病人输液时，要用0.9%的生理盐水，而不能用蒸馏水或浓盐
21、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，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D全品高考复习方案能力、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，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。