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1、专题一 生命的物质基础和结构基础第1课时 生命的物质基础（含绪论）典题导引1 适应性和应激性的关系例1下列属于生物应激性现象的是：A、蝗虫的体色与绿色的青草一致B、竹节虫的形状与竹节相似C、避役的体色与变化的环境保持一致D、黄蜂身体上黄黑相间的条纹简析本题的四个备选答案中都是适应性的典型例子，解此题的关键是抓住应激性是生物对外界的刺激迅速作出的反应，在短时间内完成。而适应是长期自然选择形成的，通过亲代遗传给子代，它是比较稳定的特征，不会因环境的改变而在短时间内作出改变。答案：C2 蛋白质知识应用例2有一个多肽化合物，其分子式为C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：该
2、多肽进行水解后，能得到_个谷氨酸分子。简析此题的基本做法是列方程，设甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸及谷氨酸分别为a、b、c、d个，根据守恒原则：C：2a+3b+9c+5d=55；H:5a+7b+11c+9d=70+(a+b+c+d1)2；O:(a+b+c+2d)=19+(a+b+c+d1)；N:a+b+c+d=10；解得:a=1 b=2 c=3 d=4；虽然此题已经解决，但不难看出我们做了一些“无用功”本题只要求解谷氨酸分子数，如果仔细分析会发现谷氨酸和有其它三种氨基酸相比，有其特殊性，即R基团中多两个氧，如果所有的氨基酸的R基中都没有氧的话，则该化合物的分子式中氧的数目应该为11，而大于11的氧必
3、然是位于谷氨酸的R基中，很快可以看出谷氨酸应该为4个。归纳总结一、化学元素与生命活动的关系1组成生命有机体的化学元素组成生命有机体的基本元素有4种：C、H、O、N，占组成元素总量的90%；C是最基本的元素；组成原生质的主要元素有6种：C、H、O、N、P、S6种，大约占原生质总量的97%；在组成生命的元素中，根据其含量的多少分为大量元素和微量元素。大量元素万分之一以上的元素有：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。组成生物体的化学元素大体相同，但在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化
4、学元素是生物界所特有的，说明生物界和非生物界具有统一性；但各种化学元素在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大，说明生物界和非生物界还具有差异性。2化学元素的基本功能归纳起来化学元素的基本功能是：是组成原生质的成分；是多种化合物的组成成分，如糖类、脂肪、蛋白质、核酸等；也有一些元素能影响生物体的生命活动。二、化合物与生命活动的关系（水、蛋白质）1.水水在细胞中的存在形式主要有两种：结合水和自由水。结合水是细胞结构的重要组成成分，如果细胞中失去了结合水，生物大分子的空间结构就不能维持，原生质遭到破坏，代谢就不能正常进行而导致死亡。自由水是细胞内进行各种生物化学反应的介质，是细胞内的溶剂和运输物质
5、的媒介。自由水在细胞内的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，生命活动越旺盛，自由水含量就越高。水在细胞中含量是最多的。在不同种类的生物体中，水的含量差别很大；在不同的组织、器官中，水的含量也不相同。2.蛋白质1蛋白质分子的结构和性质蛋白质是高分子化合物，构成蛋白质的基本单位是氨基酸，在生物体内构成蛋白质的氨基酸约有20种，这些氨基酸的不同之处是R基，即约有20种不同的R基。多肽是由许多氨基酸分子在核糖体上通过脱水缩合按照一定的排列顺序连接起来的化合物，肽链是呈链状的，不是环状的，所以在肽链的两端各游离一个氨基或一个羧基。如果其中的某些氨基酸分子的R基上还有氨基或羧基，则该多肽链上就会有2个或2个
6、以上的游离的氨基或羧基。在多肽链上的不同氨基酸上的R基与R基之间要发生相互作用，并以一定的化学键相互连接，这样就使得多肽链不呈直线形的，而折叠盘曲成特定的空间结构。不同的多肽链由于氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，其空间结构也就不一样。蛋白质是由一条或几条肽链构成的。能够执行某一功能的完整单位。如人的生长激素是一种由191个氨基酸组成，含有一条肽链的蛋白质，对人的生长发育具有调节作用；血红蛋白是由四条多肽链，共有574个氨基酸组成的蛋白质，功能是运输O2和一部分CO2。蛋白质分子的结构层次可用下式表示：C、H、O、N等元素 氨基酸 多肽 蛋白质。蛋白质分子结构的多样性可以从四个层次上理解：组成
7、蛋白质分子的氨基酸的数量不同；氨基酸的种类不同；氨基酸的排列顺序不同；蛋白质分子的空间结构不同。蛋白质分子结构的多样性实质是由DNA分子结构的多样性决定的。蛋白质分子中肽键数目的计算：设氨基酸数目为n，肽链数为a，肽键数为b，则b=n-a。在脱水缩合的过程中，失水的数目=肽键数b，相应的计算蛋白质的相对分子质量就依此进行计算。蛋白质分子的空间结构不是很稳定的，蛋白质在重金属盐（汞盐、银盐、铅盐等）、酸、碱、乙醇等的存在下，或热至70100，或在X射线、紫外线等射线的作用下，其空间结构发生改变和破坏，导致蛋白质变性，使蛋白质的生物活性丧失，如酶失去催化能力，血红蛋白失去输氧能力等。蛋白质的变性过
8、程中不发生肽键的断裂和二硫键破坏，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。蛋白质变性后溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀。蛋白质的变性是不可逆的。2蛋白质分子的生物合成在细胞及生物体内，蛋白质的合成是在DNA（基因）的控制之下，必须经过转录和翻译才能完成。转录的场所一般是在细胞核中进行（核糖体和叶绿体中也有转录过程，原核生物无核，只能在细胞质中进行），转录的过程是：基因（是具有遗传效应的片段）中的一段DNA分子首先解旋，然后按照碱基互补配对原则，以其中的一条链为模板合成RNA，这样遗传信息就转换成遗传密码，带有遗传密码的RNA称为mRNA。翻译是在细胞质是核糖体
9、上进行的，mRNA转录完成后通过核孔进入细胞质中与核糖体结合。核糖体与mRNA结合的第一个位点是起始密码子（甲硫氨酸AUU、AUC、AUA、AUG和缬氨酸GUU、GUC、GUA、GUG）。然后rRNA携带特定的氨基酸，其一端的3个碱基与mRNA对应的碱基配对。mRNA上3个相邻的碱基称为密码子。与mRNA上起始密码子配对的tRNA运载的氨基酸是甲硫氨酸或缬氨酸，接着各种tRNA携带着特定的氨基酸依次与mRNA上对应的密码配对。在核糖体上相邻的tRNA携带的氨基酸，在相关酶的催化下缩合形成肽键，同时产生一分子水。当翻译到一定的时候，mRNA上出现终止密码子（UAG、UAA、AGA）时，翻译到此结
10、束。按照基因控制蛋白质的合成过程，任何一个蛋白质分子 的多肽键上的第一个氨基酸都是甲硫氨酸或缬氨酸，但事实并非如此。原因是翻译成的多肽链是一个初级产品，还要经过一定的修饰，加工才能成为能够执行一定生理功能的蛋白质。在绝大部分的蛋白质分子中，肽链上的第一个氨基酸不是甲硫氨酸或缬氨酸，因它们在蛋白质分子的修饰加工过程中被修饰掉了。在人体内蛋白质的代谢是以氨基酸为中心进行的。内环境中的氨基酸的来源主要有3条：一是消化吸收来；二是通过氨基转换作用从糖类转变而来的；三是体内蛋白质分解。内环境中的氨基酸的代谢去向主要也有3个：一是合成新的蛋白质；二是通过氨基转换作用转变成其他的氨基酸；三是经脱氨基作用分解
11、。在蛋白质代谢过程中，氨基酸经脱氨基作用形成的含N部分是NH3，NH3对人体是有毒的，但在肝脏中通过肝脏的解毒作用转变成尿素，尿素基本对人体无害，再通过循环系统运至肾脏，以尿液的形式排出体外，或运运载皮肤的汗腺以汗液的形式排出体外。3蛋白质分子的功能蛋白质分子结构具有多样性就决定了蛋白质分子具有多种重要的生理功能。蛋白质的功能有以下五点：构成细胞和生物体的重要物质，如细胞膜中的蛋白质，染色体中的蛋白质，肌肉中的蛋白质，红细胞中的血红蛋白等；催化作用，如参与生物体各种生命活动的酶；运输作用，如细胞膜上的载体蛋白、运输氧气的血红蛋白等；调节作用，如生长激素和胰岛素等； 免疫作用，如B淋巴细胞受到抗
12、原刺激后产生的抗体是蛋白质（球蛋白），具有与特异性的抗原结合，从而达到清除抗原的目的。实验鉴定（实验设计）：双缩脲试剂蓝色。 随堂反馈1.下列生理活动中与蛋白质功能无关的是A氧气在血液中运输 B叶绿素吸收光能C钾离子进入红细胞 DNADPH的形成2. 关于核酸的叙述，下列何者正确A.只存于细胞核中，故称为核酸 B.核酸是构成核甘酸的基本单位 C.核酸中RNA可作为翻译的模板D.ATP也是核酸的一种3.下列有关组成生物体的化合物的叙述中，错误的是A.骆驮细胞内含量最高的有机物是蛋白质B.沙漠地区的仙人掌内含量最多的化合物是水C.动物体内储能物质是糖元和脂肪，而植物体内储能物质只有淀粉D.生物体生
13、命活动的物质基础是指组成生物体的各种化学元素和化合物4.一个多肽分子的分子式为C55H70O19N10，将其水解后得到以下4种氨基酸，问该多肽分子中所含的羧基数为NH2CH2COOH CH3 CHCOOH CH2COOH NH2 CHCOOH CH3CH2CHCOOH NH2 NH2A9个 B7个 C6个 D5个5.称取某多肽415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。3种氨基酸的分子结构式如下：(1)小肠液为多肽的水解提供的物质是_。(2)组成一分
14、子的此多肽需氨基酸个数为_。(3)此多肽分子中3种氨基酸的数量比为_。(4)控制此多肽合成的基因片段至少有脱氧核苷酸个数为_。(5)此多肽415g，用硫酸把它分解成氨盐后，加过量的碱中和，能够蒸出氨_。课后提升1蚯蚓生活在潮湿并含有机物的土壤中，它的排泄物含丰富的养分，有利于农作物的生长，这说明生物具有的基本特征是（ ）A应激性 B能适应一定的环境，又能影响环境 C遗传和变异 D新陈代谢2雄性孔雀在繁殖季节，常常在雌鸟面前展示美丽的尾羽。决定这种现象出现的根本原因是（ ） A变异性 B应激性 C遗传性 D适应性3“离离原上草，一岁一枯荣”说明生物体具有（ ）A适应性 B新陈代谢的特征 C遗传性和变异性 D生殖和生长现象4（多选）高等动物和人体内脂肪的作用是（ ）A生命体内储存能量的物质 B减少身体热量散失C维持体温恒定D减少内部器官摩擦5（多选）下列有关糖类生理作用的叙述中，正确的是（ ）A 核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一 B.葡萄糖是重要的能源物质C.淀粉和糖元是各种生物体的储备能源物质 D纤维素是植物细胞壁的主要成分6现有一种“十二肽”，分子
