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1、专题二 生命物质与生命活动知识联系框架糖类的种类及功能有机物糖类与光合作用和呼吸作用动物体内的糖代谢及其调节脂类的元素组成、种类及功能脂肪的代谢蛋白质的分子结构及其性质联系桥梁是有氧呼吸蛋白质分子的功能核 酸蛋白质脂 类糖 类氨基酸的分子结构和性质蛋白质的生物合成及其代谢蛋白质分子的进化核苷酸的分子结构及其性质DNA是遗传物质的证据DNA的分子结构、DNA的复制和基因突变RNA的分子结构及其转录遗传信息和遗传密码中心法则重点知识的内在联系与剖析一、糖类1.糖类的种类及其功能糖类的种类及其功能（高中生物教材上讲的糖类是一狭义的糖类的概念）种类分布功能单糖五碳糖核糖细胞中都有RNA的成分脱氧核糖细
2、胞中都有DNA的成分六碳糖葡萄糖细胞中都有光合作用的产物，能源物质二糖麦芽糖植物，发芽的谷粒中较多都能提供能量蔗 糖植物，甜菜、甘蔗中较多乳 糖动物的乳汁中多糖淀 粉植物的贮藏器官中贮存能量纤维素植物细胞壁中支持、保护糖元肝糖元动物的肝脏中贮存能量，调节血糖肌糖元动物的肌肉组织中贮存和提供能量狭义的糖类是指单纯碳水化合物，元素组成是C、H、0。但在生物体内有许多糖类还与蛋白质和脂类结合在一起，形成糖蛋白和糖脂，在生物体内执行一些特殊的生理功能。糖蛋白和糖脂主要在生物膜上，特别是细胞膜，在细胞识别、免疫等方面有重要功能。种类见表。糖类的基本功能有两点：一是生命活动的主要能源物质，生物体进行生命活
3、动的所需能量的70%以上是由糖类提供的；二是构成细胞和生物体的结构成分，如五碳糖是核酸的成分，纤维素是细胞壁的成分等。2.糖类与光合作用和呼吸作用植物进行光合作用的产物主要是葡萄糖，植物体内的物质代谢是以糖为基础进行的。叶绿体进行光合作用制造的葡萄糖可以合成蔗糖等二糖，运出叶绿体及叶肉细胞，为植物体的其他器官提供能源和原料；也可以在叶绿体中合成淀粉，暂时贮存起来。叶片在光下一段时间后，可以用碘检测到淀粉的存在。呼吸作用最常利用的底物是葡萄糖，淀粉、糖元必须水解成葡萄糖或磷酸葡萄糖后才能被呼吸作用利用。3.动物体内的糖代谢及其调节以哺乳动物为例，动物体内的糖代谢及其调节过程可归纳为下图。哺乳动物
4、体内的糖代谢是以血糖为中心展开的。血糖的来源：食物中的淀粉通过消化道消化吸收来的，这是血糖来源的主要途径；通过肝糖元分解成葡萄糖释放到血糖中形成血糖，这个过程一般发生在饥 饿条件下；蛋白质和脂肪的转化，蛋白质转化成血糖必须通过脱氨基实现，这个过程只有在糖类供应严重不足的情况下才会发生。血糖的主要代谢去向是：血糖通过血糖循环运到各组织细胞，被彻底氧化分解成CO2和H2O，同时释放出能量供生命活动之需，这是血糖的主要代谢去向；血糖可以转化成糖元，在肝脏中转化成肝糖元，肌肉组织中转化成肌糖元，肝糖元可以转化成血糖，但肌糖元不可以转化成血糖，而直接被肌细胞所氧化分解提供能量；血糖可以转化成蛋白质和脂肪
5、，血糖转化成蛋白质必须要有N源，即必须要 有氨基，利用糖代谢中的中间产物通过转氨基作用合成新的氨基酸。以哺乳动物为例，血糖的浓度稳定在0.1%(质量分数)，换算成物质的量为5.6mmol/L。参与血糖浓度调节的激素主要有两种：胰岛素和胰高血糖素。胰岛素是由胰岛中的B细胞分泌的，胰岛素是由含51个氨基酸的两条肽链构成的蛋白质，功能是：促进血糖合成糖元，促进血糖分解，总的效应是降低血糖浓度。胰高血糖素是由胰岛的A细胞分泌的，作用是：抑制糖元的合成，促进糖元分解，升高血糖浓度。当血糖浓度高于0.1%时，反馈性促进胰岛的B细胞分泌胰岛素，抑制A细胞分泌胰高血糖素，促进血糖转变成糖元或被分解，降低血糖浓
6、度。当血糖浓度低于0.1%时，反馈性地抑制胰岛B细胞分泌胰岛素，促进A细胞分泌胰高血糖素，达到升高血糖的目的。如下图所示。在人体内，血糖浓度必须保持相对的稳定，如果血糖浓度过低，人体各组织、器官的能源供应不足就会出现代谢障碍，极端的例子就是低血糖休克。低血糖导致休克的原因是：人体的神经组织，特别是脑和脊髓几乎不贮存糖类(能源物质)，必须通过血液源源不断地提供给神经组织。血糖浓度过低，能源供应不足是导致低血糖休克的主要原因。对低血糖休克病人抢救治疗最有效的措施是注射葡萄糖注射液。如果血糖浓度过高，会导致人的尿液中含有葡萄糖，这是糖尿病人的典型症状。原因是：肾脏的肾小球对血糖过滤后形成原尿，原尿的
7、成分与血浆是基本相同的，如果血糖浓度过高，原尿中的葡萄糖浓度也相应增高，当超过了肾小管对葡萄糖的重吸收能力后，就会有一部分葡萄糖未被吸收而进入尿液。由于尿液中有葡萄糖，使尿液的渗透压增高，会减少肾小管对水的重吸收，所以糖尿病人的症状之一是尿多。引起糖尿病的主要原因之一是胰岛合成和分泌胰岛素减少或停止分泌引起的。糖尿病是一种多基因遗传病，在一定的外界诱发因素作用下，就很容易发病。节制饮食是预防和控制糖尿病的有效措施。练习 下面是正常人的糖代谢途径及其调节的示意图请仔细分析回答下列问题：(1)图中A代表肠、胰 酶和肠、胰 酶，以及 淀粉酶。(2)胰岛素注剂给糖尿病人一次注入过量会使病人休克，原因是
8、胰岛素可使血糖浓度 ，在饥饿情况下，胰岛素的分泌量会 。(3)图中B过程中所需的能量主要是 呼吸产生的，其次是 呼吸产生的，前者反应如图中的，后者反应的产物是 。(4)图中D代表 。一次性大量吃糖以后，图中过程会增多。(5)F过程是 方式运输。血糖进入红细胞的运输方式是 。前者需图中提供 。(6)血糖到达各种细胞是通过 系统的 作用。(7)G和B共有的中间产物是 ，其中B过程比G过程的产物多了 。(8)如果尿液中含有葡萄糖，其直接原因是 ，发病的器官或部位是 ，这种病称为糖尿病。(9)G过程主要发生在 中，其产物中的水是由氢 给 合成的。二、脂类1.脂类的元素组成、种类及功能脂类的元素组成是C
9、、H、O，有些脂类还含有少量的N和P。脂类的种类及功能见表。脂类的种类及功能种 类功 能备 注脂 肪贮存能量，保温贮备能源，贮存在皮下、肠系膜等处类脂主要是磷脂是组成细胞膜的成分神经组织、卵和大豆中含量较多固醇类胆固醇是生物膜的组成成分之，对维持膜的正常的流动性有重要作用胆固醇在人体有一个正常含量，过高会导致血管硬化、高血压等性激素促进生殖细胞的形成和生殖器官的发育，激发并维持第二性征有雌性激素和雄性激素二类，雌性激素由卵巢分泌，雄性激素由睾丸分泌促进小肠对钙和磷的吸收和利用维生素D可预防和治疗佝偻病、骨质蔬松症等人的皮肤的表皮中有7-去氢胆固醇，在紫外线照射下，通过酶的作用可转化成维生素D
10、2.脂肪的代谢食物中的脂肪在消化道内通过胆汁的乳化和脂肪酶的催化下分解成甘油和脂肪酸，经扩散的形式被小肠绒毛上皮细胞吸收后，在上皮细胞内再合成脂肪，与载脂蛋白结合后和类脂、胆固醇混合后一起进入毛细淋巴管，通过淋巴循环进入血液循环，最后输送到各部分组织。脂类物质进入生物体内后的仕谢去向：一是参与构成动物体的组织，如磷脂是生物膜的组成成分；二是作为备用物质贮存在皮下、肠系膜、大网膜等处；三是在需要的情况下，可再分解甘油、脂肪酸等，然后直接分解为CO2和H2O,或者转化成肝糖元等；四是被各种腺体利用来生成各自的特殊分泌物，如皮脂腺分泌的皮脂、乳腺所生成的乳汁等、内分泌腺分泌的各种类固醇激素等。例1
11、脂类物质在细胞中具有独特的生物学功能，下面有关脂类物质的生物功能中，属于磷脂的生物学功能的是( )生物膜的成分 贮存能的分子 构成生物体表面的保护成 很好的绝缘体，具有保温作用 具有生物学活性，对生命活动起调节作用 A. B. C. D.析磷脂的生物学功能主要是构成生物膜的重要成分。脂肪的生物学功能是贮存能量和具有保温、缓冲作用。固醇类物质的生物学功能是对生命活动起调节作用。构成生物体表面保护层的是蜡质，属于脂类，但不是磷脂，如植物体的果实、叶片等表面。例2 (01全国) 种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子(如花生)萌发时
12、需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量( ) A.少 B.多 C.相等 D.无规律析 这是一道涉及到生物与化学知识的综合性题目，重点考查学生综合应用知识的能力，对考生的认知层次要求很高，估计难度系数在0.450.50之间。呼吸作用的底物通常是葡萄糖，但脂肪、蛋白质水解后的产物也可以作为呼吸作用的底物。淀粉水解的产物是葡萄糖，以葡萄糖作为呼吸作用的底物进行有氧呼吸的反应式为：C6H12O6 + 6H2O + 6O26CO2 + 12H2O + 能量，从反应式可看出吸收一个O2，放出一个CO2即释放的C02和吸收的O2之比为1。油料作物种子的主要贮存物质是脂肪，水解后的产物是甘油和脂肪酸，
13、以脂肪酸中的硬脂酸作为呼吸作用的底物为例，进行有氧呼吸的反应式为：CH3(CH2)16COOH + 26O218CO2 + 18H12O + 能量。由反应式可知：释放的C02比吸收的02少，即释放的C02和吸收的02之比为0.69。由此可以得出结论：油料作物种子在萌发时吸收的氧气量比含淀粉多的种子萌发时吸收的氧气多。本题也可以通过所学的化学知识，直观地得出结论，糖类是碳水化合物，C/O比一般为1，氧化时释放一个CO2只需要一个O原子即可；脂肪分子上一般都有很长的烃链，C/O比一般远大于1，所以(氧化时释放个CO2需要超过一个O原子的量。由于脂肪中的C/O比比糖类高，所以同质量的脂肪和糖类中的碳
14、原子数是脂肪比糖类多，因此同质量的脂肪和糖类被氧化分解所需的O2，脂肪大于糖类。 答案 B三、蛋白质1.氨基酸的分子结构和性质构成蛋白质的氨基酸都是-氨基酸，通式是：氨基酸分子的性质是氨基酸分子上的氨基(NH2-)和羧基(-COOH)决定的。氨基酸是两性化合物，氨基是碱性的，羧基是酸性的。构成蛋白质的氨基酸有20种，20种氨基酸的不同之处是R基的不同。即20种氨基酸就有20种不同的R基。如果R基上带有氨基，称为碱性氨基酸。2.蛋白质的分子结构及其性质蛋白质分子是由许多氨基酸通过肽键连接起来的高分子化合物。缩合反应是指一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时失去一分子水，形成一个肽键的反应。反应方程式是：缩合反应在化学上称为缩聚反应，在细胞内进行的场所是核糖体，而且是在mRNA的指导下，有tRNA 参与才能完成。多肽是由多个氨基酸分子缩合而
