1—2　组成生物体的化学元素及其化合物 自助式复习板块 知识搜索 一、组成生物体的化学元素 化学元素 大量元素  功能    微量元素      生物界与非生物界既有_______，也有_______。  微量元素是指生物生活所_______，但是需要量却_______的元素。 答案：大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 功能：组成多种多样的化合物，有些化学元素还能影响生物体的生命活动 统一性　差异性 必需　很少 二、组成生物体的化合物 1.水 含量 存在形式 重要作用  水  结合水     自由水   答案：大约占4.5%　细胞结构的重要组成部分 大约占95.5%　细胞中良好的溶剂，参与新陈代谢和体内物质的运输 2.糖类和脂质的比较 组成元素 种类 重要作用  糖类  单糖：_______ 二糖：_______ 多糖：_______ 重要的能源物质  脂质  脂肪     类脂：_______ 构成细胞膜的重要成分    固醇：_______   脂肪与糖类相比，C、H比例_______，氧化分解时耗氧_______，产生的_______多，释放的能量_______。 植物特有的糖：_____________； 动物特有的糖：_____________。 答案：糖类： 组成元素：C、H、O 单糖：葡萄糖、核糖、脱氧核糖、果糖、半乳糖 二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖 多糖：淀粉、纤维素、糖元 脂质： 组成元素：C、H、O，有的还含有N、P 类脂：磷脂 固醇：胆固醇、性激素和维生素D 脂肪的作用：生物体内主要的储能物质，可以减少身体热量的散失，维持体温恒定，减少内部器官之间的摩擦和缓冲外界压力的作用 固醇的作用：维持生物体正常的新陈代谢和生殖过程 高　多　水　多 植物特有的糖：麦芽糖、蔗糖、纤维素、淀粉 动物特有的糖：乳糖、糖元 3.蛋白质和核酸的比较 蛋白质 核酸  组成元素 __________ __________  基本单位及其种类 氨基酸20种 核苷酸8种  相对分子质量 几千到100万 几十万至几百万  分子结构 多样性 多样性  多样性的原因 __________ __________  水解产物 __________ __________  氧化分解产物 __________ __________  主要功能 _________ _________  两者联系 DNA→RNA→蛋白质  答案：组成元素：C、H、O、N（P、S）　C、H、O、N、P 多样性的原因：蛋白质是氨基酸的种类、数目、排列顺序和多肽链的空间结构不同　核酸是碱基对的排列顺序 水解产物：氨基酸　核苷酸 氧化分解产物：CO2、H2O和尿素　CO2、H2O和含N代谢产物 主要功能：蛋白质是细胞结构的组成成分，有催化、运输、调节、免疫等功能 核酸是遗传物质，决定遗传变异和蛋白质的合成 探究归纳 要点1　细胞中的元素、无机盐及其重要作用 【例1】 2006辽宁沈阳模拟 下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是(　　) A.组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最高 B.人、动物与植物所含的化学元素种类差异很大 C.组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到 D.不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似 解析：组成生物体的化学元素在无机自然界都能找到，体现了生物界和非生物界的统一性；不同生物体内化学元素的种类基本相似，但含量差别很大。 答案：C 归纳与迁移 1.化学元素在细胞中主要参与某些复杂化合物的组成 Mg2+ ——叶绿素组成成分 Fe2+ ——血红蛋白组成成分 Ca2+ ——骨骼、牙齿的重要成分 PO ——ATP、NADP+、核酸、磷脂的组成成分 N——构成蛋白质和核酸的必需元素 （1）对于植物而言，N主要以铵态氮（NH）和硝态氮（NO、NO）的形式被吸收。 （2）无机态的N在土壤中很容易被雨水冲走，所以N是土壤中最容易缺少的矿质元素。 （3）在腐殖质丰富的土壤中，储存在有机物中的N逐渐被分解者分解后被植物再吸收利用。 （4）N是一种容易造成水域生态系统富营养化的化学元素，过多的N和P造成的淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。 （5）动物只能利用有机态的N，最常利用的形式是氨基酸。动物体内缺N，实际上是缺少氨基酸，会影响动物体的生长发育。 2.无机盐能维持生物体正常的生命活动 Ca2+ ——维持骨骼肌的正常收缩与舒张，缺少Ca2+会使哺乳动物发生抽搐，血液中血钙含量过高会引起肌无力。 Fe——在植物体内，Fe是一种不能重复利用的矿质元素，主要是作为某些酶的活化中心。例如：在合成叶绿素的过程中，有一种酶必须要用铁离子作为它的活化中心，没有铁离子就不能合成叶绿素而导致植物出现“失绿症”（发病的部位与缺Mg不同，是嫩叶先失绿）。 Zn——某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。例如，在催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Zn，没有Zn就不能合成吲哚乙酸。缺Zn会引起苹果、桃等植物的“小叶症”和“丛叶症”（叶子变小，节间缩短）。 B——能促进花粉的萌发和花粉管的生长，因此B与植物的生殖过程有密切的关系。缺B常导致植物“花而不实”。 K+ ——维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋性等，若含量过低，可导致心律异常。 Na+ ——与K+可参与可兴奋细胞（如肌细胞、腺细胞、神经细胞等）的兴奋性变化。如神经细胞受到刺激之后膜内外的电位变化。 3.无机盐维持生物体内渗透压的平衡 Na+对于人体细胞外液渗透压、K+对于人体细胞内液渗透压的维持具有重要意义。 H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4对于维持人体内环境的pH具有重要作用。 要点2　自由水和结合水的区别 【例2】 现有一个正在进行生命活动的、具有旺盛生命力的细胞，假定在其生命活动过程中含水量不变，则(　　) A.温度升高，结合水比例减少，自由水比例增加 B.温度升高，结合水比例增加，自由水比例减少 C.温度降低，结合水比例减少，自由水比例增加 D.温度变化不会改变结合水和自由水原有的比例 解析：温度适当升高，被亲水性物质束缚的结合水就会挣脱束缚，形成自由水，自由水随之增加，结合水减少。这也是新陈代谢的需要。 答案：A 归纳与迁移 　　结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失；自由水以游离的形式存在于细胞质基质和液泡等部位。不同的细胞在不同的发育时期，细胞内自由水的含量有很大差异。一般情况是，代谢旺盛的细胞，自由水含量高；处于休眠状态的细胞，自由水含量较低；抗旱性强的植物，结合水的含量高。随着机体代谢情况的变化，自由水和结合水可发生转化。 细胞内的结合水，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质、纤维素分子的表面形成水合物，组成细胞的成分。自由水则在细胞的液态环境中自由流动，溶解运输细胞中的各种物质。 通常说除去细胞内的水分主要指去掉自由水，主要采用晒干的办法；若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法，构成细胞的化合物及细胞的结构就会被破坏。 要点3　生命活动的能源物质 【例3】 生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是(　　) A.葡萄糖 B.糖元 C.三磷酸腺苷 D.脂肪 解析：葡萄糖是生物体主要的能源物质，糖元和脂肪是储能物质，这三种有机物分子的化学键都含有很高的能量，但都不是供给生命活动的直接能源物质。ATP为各项生命活动直接提供能量。ATP在体内的含量不多，不能大量地储存。在体内可以大量储存的一类高能化合物是磷酸肌酸。 答案：C 归纳与迁移 　　在生物体内，糖类、脂肪、蛋白质等有机物都能氧化分解释放能量，充当能源物质，在正常情况下主要分解糖类提供能量，因此，糖类是主要的能源物质。在糖类供能不能满足需要时，可以氧化分解脂肪，进一步氧化蛋白质供能，一旦分解蛋白质供能，也就破坏了细胞的基本结构，最后导致生命结束。ATP是生物体生命活动的直接能源物质，是一种高能化合物，磷酸肌酸是动物体内的另一种高能化合物。当体内的ATP含量由于消耗而过分减少时，可以将储存的能量转移到ATP中供能。脂肪是生物体内储存能量的物质。这些物质中的能量，都直接或间接地来自于绿色植物通过光合作用固定的太阳光能。所以，地球上生物体生命活动的最终能源是太阳光能。 要点4　蛋白质和核酸 【例4】 新课标渗透 2005广东高考 下列关于生物大分子的叙述，正确的是(　　) A.DNA是一切生物的遗传信息载体 B.酶是生物体产生的具有催化活性的生物大分子 C.RNA通常只有一条链，它的碱基组成与DNA完全不同 D.蛋白质是由多个氨基酸分子通过肽键相互连接而成的高分子化合物 解析：生物大分子中，蛋白质是一切生命活动的承担者，蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，氨基酸的种类、数量和排列顺序及肽链的空间结构决定了蛋白质的多样性；核酸是生物的遗传物质，包括DNA和RNA。DNA是绝大部分生物的遗传物质，只有少数病毒才以RNA为遗传物质。两者有共用碱基A、G、C三种。 答案：ＢＤ 归纳与迁移 1.相同点 （1）两者均为生物体内的有机高分子化合物，相对分子质量大。都有基本的组成单位。 （2）都由小分子形成 蛋白质：氨基酸→多肽→蛋白质 核酸：核苷酸→核苷酸链→核酸 （3）均存在多样性和特异性 蛋白质：氨基酸的种类、数量、排列顺序和多肽链的空间结构决定了蛋白质的多样性。不同的蛋白质具有不同的氨基酸序列说明了蛋白质具有特异性。 核酸：碱基的种类、数目和排列顺序决定了核酸的多样性。不同的核酸具有不同的碱基序列，说明核酸具有特异性。 联系：核酸遗传的特异性决定了蛋白质的特异性。 2.生理功能不同 蛋白质是生命活动的主要承担者，是生物性状的体现者，据其功能分为： （1）结构蛋白：有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，如肌肉中的蛋白质、染色体中的蛋白质等。 （2）功能蛋白：具有催化作用的酶；调节生命活动的某些激素（如垂体分泌的激素、胰岛B细胞分泌的胰岛素等）；具有免疫功能的抗体；具有运输功能的载体，如血红蛋白等。 核酸是遗传信息的携带者，是生命活动的最终控制者。核酸对生物性状的控制是通过控制蛋白质合成来实现的：①核酸通过控制酶来控制某些代谢过程，最终控制性状。如白化病，就是缺少酪氨酸酶，不能形成黑色素。②核酸可以直接控制蛋白质的合成来控制性状，如镰刀型细胞贫血症，就是控制血红蛋白分子结构的基因不正常导致的。 3.两者的联系 核酸控制蛋白质的合成。 4.有关计算 （1）蛋白质中的肽键数=缩合产生的水分子数=水解所需水分子数=氨基酸个数-肽链条数。 （2）蛋白质的相对分子质量=氨基酸的分子个数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。 （3）氨基酸与相应核酸的碱基（核苷酸）数目的对应关系：脱氧核苷酸∶核糖核苷酸∶氨基酸=6∶3∶1。 （4）组成核酸的核苷酸有两大类，共8种，碱基共有5种；组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。 汗老师讲方法 无机盐、蛋白质、糖类等组成生物体的化合物的功能不能只是机械记忆，要学会分析问题，从具体题干中提取有效的信息，针对有效信息进行分析，从而得出正确结论。 对于组成生物体的多种化合物，要抓住蛋白质和DNA两个核心内容，用基因的表达过程把两者联系起来进行理解和记忆。 以蛋白质和DNA的结构为基础，突出结构、功能和实验鉴定三条主线，特别重视理解蛋白质结构和功能的多样性，DNA的稳定性、多样性和特异性，灵活处理DNA分子结构、蛋白质结构和基因的表达过程中的数据计算。 注意培养运用基础知识解决实际问题的能力。如肽链、DNA和RNA分子结构有关图式的识别，四大有机物的鉴别及实验设计的拓展。真正理解各种生物、细胞及有关生命活动的物质基础。
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