重点高中生物组成生物体的化合物旧人教版必修一.docx
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重点高中生物组成生物体的化合物旧人教版必修一
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组成生物体的化合物
一、无机物
1．水
（1）含量：
在各种活细胞中含量最多。
（2）存在形式：
自由水和结合水。
结合水与细胞内的其他物质相结合，这些物质具有亲水性，它们的亲水性大小为纤维素＜淀粉＜蛋白质；
自由水以游离的形式存在，可以自由流动。
细胞内含量
去除
方法
功能
备注
结
合
水
约4％—5％目较稳定，但在抗逆性比较强细胞中，比重
晾晒
细胞结构的重要组成成分
与结合水结合的物
质应该具有亲水性
均指
位于细胞
内的水
自
由
水
95％左右。
一般地
说，代谢旺盛的细胞
中，比重较大
烘烤
①良好溶剂②直接参与细胞内的化学反应（如光合作用、呼吸作用等）③化学反应的介质④在细胞内的流动，可促进细胞内物质的运输等
成熟的植物细胞中，
主要存在于细胞质
基质和液泡等结构
里。
2．无机盐
存在形式
大多数在细胞内呈离子状态存在
含量
约占l％一1.5％
生理功能
①细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分（如
Mg2+是叶绿素分子的必需成分；Fe2+是血红蛋白的主要成分）
②参与并维护生物体的代谢活动（如哺乳动物血液中必须含一定量的Ca2+，
如果血液中Ca2+含量过低，就会出现抽搐）
③调节渗透压和酸碱平衡（如静脉滴注用0.9％NaCl就是维持渗透压平衡）
二、有机物
1．糖类
（1）组成元素：
C、H、O
（2）种类：
根据水解后的产物可分
种类
主要糖类举例（分布、主要功能等）
单糖
五碳糖
核糖（C5H10O5），主要分布在细胞质内，构成RNA
脱氧核糖（C5Hl0O4），主要分布在细胞核内，构成DNA
六碳糖
葡萄糖（C6H12O6）、果糖是最普遍的单糖，葡萄糖是绿色植物光合作用的产物，是细胞内主要的能源物质
蔗糖
植物细胞内，甘蔗、甜菜中较多
二糖
麦芽糖
植物细胞内，发芽的麦粒中较多
乳糖
动物细胞中，乳汁内含量丰富
淀粉
植物细胞内重要的储能物质
多糖
纤维素
植物细胞壁的基本组成成分
糖元
动物细胞内重要的储能物质
（3）知识归纳并填空：
①生物体的最终能量来源：
太阳光能；②生物体的主要能源物质：
糖类；
③细胞内的重要能源物质：
葡萄糖；④生物体内的储能物质：
脂肪；
⑤动物细胞内的储能物质：
糖原；⑥植物细胞内的储能物质：
淀粉；
⑦生物体内的能源物质：
糖类、脂肪、蛋白质（按供能顺序填写）；
⑧生物体内的高能化合物：
ATP；
⑨生物体的直接能源物质：
ATP。
⑩获得原生质体的温和方法是用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。
2．脂质
（1）组成元素：
C、H、O，有些还含有N和P
（2）种类及作用
种类
组成元素
主要功能
备注
脂肪
C、H、O
主要是动物体内的储能物质
类脂
其中的磷脂是构成生物膜的主
要物质
动物的脑、卵、大豆的种子中较多
胆固醇
对维持细胞膜的流动性和稳定
性有重要作用
固醇
性激素
促进生殖器官的发育和生殖细
胞的形成，激发并维持第二性征（和正常的性周期）
维生素D
促进对Ca、P的吸收和利用，促
进骨正常钙化
人体皮肤内的某些胆固醇经日光（紫外线）照射可转化成VD
3．蛋白质
（1）含量：
各种活细胞中含量最多的有机物，是除含量水外最多的物质。
问题：
正常的肝细胞中，含量最多的化合物是水；最多的有机物是蛋白质。
（2）组成元素：
主要由C、H、O、N四种元素组成，有些重要蛋白质中还含有P、S等。
（3）基本组成单位：
氨基酸（主要的有20种）
①结构特点：
至少含有一个氨基和一个羧基；都有一个氨基和一个羧基连在同一个个碳原子上
②结构通式
（4）蛋白质的分子结构
①氨基酸的连接方法（用图表示）（以两个氨基酸为例）
问题：
（1）两个氨基酸分子脱水缩合形成的水中的氧来自前1个氨基酸的羧基，
氢来自后1个氨基酸的氨基；
（2）多个氨基酸形成的化合物叫多肽，5个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫五肽；
（3）某一蛋白质含有m个氨基酸（平均分子量为a）、n条肽链，则该蛋白质的相对分子质量为。
②蛋白质的空间结构
一条或几条肽链通过一定的化学键（注意：
不是肽键）互相连接在一起，形成具有复杂空间结构的蛋白质
蛋白质的结构层次：
基本元素→氨基酸→多肽→蛋白质
③蛋白质结构多样性
直接原因：
氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序
变化多端，蛋白质的空间结构千差万别。
根本原因：
DNA分子结构多样。
（5）主要功能
①结构蛋白：
有些蛋白质是构成细胞和生物体的成分，如构成人和动物肌肉的肌动蛋白；构成染色体的蛋白质、纺缍丝、星射线等。
②功能蛋白
催化作用：
如绝大多数酶等（酶的化学本质是蛋白质或核酸）
调节作用：
蛋白质类激素如胰岛素、胰高血糖素等
运输作用：
红细胞内的血红蛋白可运输氧气和部分二氧化碳，细胞膜上的
载体有运输作用。
免疫作用：
如抗体和白细胞介素、干扰素等免疫物质。
其中效应B细胞（浆细胞）分泌的是抗体，效应T细胞分泌的是淋巴因子。
填空：
①蛋白质的主要功能是组成细胞和生物体的重要物质；
②蛋白质是生命活动的主要承担者。
4．核酸
（1）功能：
一切生物的遗传物质，对生物的遗传和变异以及蛋白质的生物合成有极其重要的作用
（2）组成元素：
C、H、O、N、P
（3）基本单位：
核苷酸
其基本结构由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子碱基组成
分子结构模型：
核酸种类
碱基组成
五碳糖
分布
备注
RNA
A
G
C
U
核糖
主要在细胞质中，如
中
①在细胞核中也有少量分布
②不同种生物的细胞中，RNA不同
③同种生物同一个体的不同细胞中不完全相同
DNA
A
G
C
T
脱氧核糖
主要在
中
①细胞质中也有少量分布
②同种生物同一个体中的不同细胞中相同③不同种生物个体的细胞中不完全相同
2．在组成生物体的有机化合物中，一定含有C、H、O三种元素的有机物是
；一定含有N元素的有机物是蛋白质和核酸
；一定含有P元素的有机物是核酸和磷脂。
【知识拓展】
1．结合水和自由水
（1）水分子是极性分子，在细胞内部一部分水主要以氢键的形式与蛋白质、多糖、磷脂等固体物质相结合，吸附在上面，形成水胶体，这部分水叫结合水，这部分水不蒸发，
失去了流动性和溶解性，成为细胞的结构物质。
自由水是填充在有机固体颗粒之间的水，不受束缚，可流动，易蒸发，是可以参与物质代谢的水。
所以，细胞内结合水的含量较稳定，而自由水的含量往往发生较大变化。
一般来说，自由水的含量越多，细胞代谢越旺盛，
种子在晒干的过程中，损失的主要是自由水，随着水分的散失，原生质逐渐由溶胶状态转为凝胶状态，生命活动大大减弱，并进入休眠状态。
2．血液中钙离子的含量与作用
血液中的钙几乎全部存在于血浆中，正常情况下，尽管不断有钙离子进出血浆，但血钙浓度仅在小范围波动。
正常血钙浓度为0.09～0.11mg／mL。
由于钙离子有降低神经、肌肉兴奋性的作用，故当血钙降低至0.035mg／mL时，便使神经肌肉的兴奋性增高，可引起肌肉的自发收缩而出现抽搐。
3．单糖
双糖
多糖（单糖形成二糖或多糖的过程叫脱水缩合，形成糖苷键）
如葡萄糖、麦芽糖、淀粉（或糖元）的关系：
4．在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物的种子（如花生）萌发时需氧量与含淀粉多的种子（如水稻）萌发时的需氧量不同。
脂肪内含C、H的比例多，含氧量少，彻底氧化分解需氧多，因此，油料作物的种子萌发时需氧量比含淀粉多的种子萌发时的需氧量多。
5．外界条件对蛋白质结构的影响
高温、强酸、强碱、重金属盐等都能使酶的结构发生不可逆性变化，而失去活性；适当低温、酶的抑制剂等会使酶的活性降低，但因不影响酶的结构，待条件适宜时酶的活性可以恢复；变性后的蛋白质容易被蛋白酶水解，所以，蛋白质在变性后较易被消化。
在临床工作中，用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。
蛋白质变性的原因：
蛋白质的结构发生改变。
6．生物具有多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性，根本原因是DNA分子的多样性。
从生物进化的角度分析，生物多样性的原因是多样的环境对生物进行选择的结果。
7．氨基酸形成多肽的方式叫缩合；核苷酸形成核苷酸链的方式叫聚合（磷酸二酯键）。
8．三种能源物质
构成生物体的有机物质中，糖类、脂质化合物和蛋白质均为生物体内的能源物质。
但蛋白质由于其生理功能的重要性，一般不作能源物质分解，生物体主要靠分解糖类和脂质供能。
组成糖和脂质化合物的元素有C、H、O，但脂质化合物中氧元素含量低，碳和氢元素比例高，而糖类则与此相反。
1克脂肪在体内完全氧化时释放出的能量为38.87千焦，而l克葡萄糖在体内完全氧化时释放出的能量为17.15千焦。
因此，脂质彻底氧化后可以释放出更多的能量。
9．有关蛋白质类物质的计算问题
（1）蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算
由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即
形成的肽键数=失去水分子数。
（2）形成的蛋白质分子的相对分子质量的计算
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和—失去水分子的相对分子质量总和
特别提醒；有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键（—S—S—）形成等。
（1）、
（2）可总结如下：
氨基酸平均相对分子质量
氨基酸数目
肽键
数目
脱去水分子数目
多肽相对分子质量
氨基数目
羧基数目
l条肽链
a
m
m—l
m—l
ma—18（m—1）
至少n个
至少n个
n条肽链
a
m
m—n
m—n
ma—18（m—n）
至少n个
至少n个
（3）氨基酸的排列与多肽的种类
假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情况分析：
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：
形成二肽的种类：
②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：
形成二肽的种类：
10．调节人和动物的激素有哪些属于蛋白质？
从化学本质上看，人和动物的激素可以分为四类
①氨基酸衍生物类激素：
如甲状腺激素（是否可以口服？
为什么？
）
②肽和蛋白质类激素：
如胰岛素（是否可以口服？
为什么？
）、生长激素（一种多肽，与植物的生长素化学本质相同吗？
）、促甲状腺激素、促性腺激素、抗利尿激素等。
③类固醇激素：
如性激素、醛固酮。
④脂肪酸衍生物类激素：
11．磷脂分子的结构与特性
高倍显微镜的使用
一、显微镜的结构和使用方法：
（一）显微镜的结构：
如图
（二）显微镜的成像：
1．放大倒立的_虚像：
光源—反光镜—光圈—物体—物镜（凸透镜）—在镜筒内形成物体放大的实像—目镜—把经物镜形成的像进一步放大
2．放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数
（三）显微镜的使用方法：
1．取镜与安放：
右手握镜臂，_左手托镜座，把显微镜放在实验台的前方稍偏左侧。
2．对光：
转动转换器，使低倍物镜正对_通光孔_，选一较大光圈对准通光孔，左眼注视目镜_，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜可以看到明亮的视野。
3．调焦：
（1）先_粗_后细___：
先使用_粗__准焦螺旋，看到物像后再使用__细_准焦螺旋。
（2）先_降__后升：
先使镜筒下降至最低位，然后再缓缓使镜筒上升。
4．观察：
（1）先_低倍__后_高倍__：
先使用_低倍镜__观察，待找到要观察的对象后，移至视野中央再换用_高倍镜观察。
要注意，显微镜成像为倒像，若物像位于视野的左上方，要想移至视野中央，需向_左上方___移动玻片。
（2）由低倍镜换用高倍镜后的变化有：
a、物像变大b、数量变少__c、视野变_暗_（由物体反射到镜筒内的光线减少，故视野变暗）。
（3）使用高倍物镜时，必须先在低倍镜下将目标移到视野的_中央_，然后换用高倍物镜。
因为低倍镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本的实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像大，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在玻片不动的情况下，高倍镜看到的只是低倍镜视野的中心部分。
（4）换高倍物镜时，千万不可将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，换上高倍物镜。
（5）使用高倍物镜之后，透镜与玻片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标。
因此必须用_细准焦螺旋_调焦（注意：
细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用）。
二、观察叶绿体及细胞质流动。
（一）选材：
应尽可能选取只有一层细胞的绿色叶片。
如葫芦藓叶。
（二）主要步骤：
1．取材：
取一片在光下培养一段时间的新鲜葫芦藓叶。
若用菠菜叶做实验材料时，一定要使叶片的下表皮稍带些__叶肉_，因为叶绿体主要存在于_叶肉细胞中。
观察细胞质流动实验，最好使用_黑藻_幼嫩叶片。
其优点是：
①叶片扁平、薄；②含有叶绿体大，容易观察。
如果找不到黑藻，可用苦叶草、南瓜幼苗的表皮毛、小麦的根毛、向日葵舌状花花瓣表皮或大白菜内层叶片叶脉表皮细胞等。
用镊子夹取一片幼嫩的小叶，放在载玻片上的水滴中，盖上_盖玻片_。
（注意：
叶片随时保持有水状态）。
（盖盖玻片时，一定要缓慢，且与载玻片成_300_～450角，防止装片中产生气泡__，影响观察。
1．低倍镜观察：
找到叶片细胞，移到视野中央。
2．高倍显微镜观察:
找到叶片细胞，进一步找到叶绿体，详细观察其形态，分布情况。
3．以_叶绿体_为参照物，让指针指着它，注意观察叶绿体的移动方向、速度，分别观察靠近细胞壁的细胞质的流动和管状细胞质的流动，记录并加以思考,判断其细胞质流动的方向及速度变化。
绘图（略）绘生物图的方法和注意事项：
①图的大小要适当，在纸上的位置一般要稍偏左上方，以便在右侧和下方留出注字和写图名的地方。
②先用削尖的铅笔（一般用3H的），根据观察到的物像轻轻地画出轮廓，经过修改，满意后再正式画好。
务必使图形真实。
③图中比较暗的地方如细胞核、叶绿体等，用铅笔点上小点来表示，越暗的地方小点应越密一些，但绝对不能用阴影表示。
④字尽量注在图的右侧。
要用尺子引出水平的指示线，然后注字。
⑤最后在图的下方写上所绘图的名称。
（三）实验成功的关键与注意的问题：
1．选材：
应选择叶薄的叶绿体大的、生命活动旺盛的叶片。
2．制片：
（1）要避免产生气泡；放盖玻片时应一侧先接触水滴然后缓缓放下。
（2）装片中的实验材料，始终保持浸_在水___中。
满足其旺盛的生命活动。
（3）观察细胞质流动时，应事先将实验材料在20℃～25℃的环境中或将叶片切伤，同时观察时寻找靠近_表皮_部位的细胞,这样易观察到细胞质的流动。
观察细胞质流动必须选择细胞质流动速度较快的植物材料，且要选典型的实验材料。
不同的植物细胞质流动速度是不同的，而实验的时间有限，加之人眼在观察显微镜时也会疲劳，因此必须选用细胞质流动速度较快的植物，如黑藻叶。
（4）观察时要选好参照物。
在高倍镜下，要选择细胞质中一个叶绿体为标志物，以指针为参照，看其位置变化。
（5）如果使用南瓜幼苗等的表皮毛来观察。
可用镊子从植物体上拔下多根表皮毛制成临时装片。
因为细胞无色，其中又无_叶绿体__，所以要将视野调得_暗_些，观察细胞质中颗粒的移动情况。
（6）细胞质流动可朝一个方向．也可朝不同的方向。
其流动方式为转动式（旋转式、环流式）这时细胞器随细胞质基质一起运动，并非只是细胞器的运动。
（7）细胞质流动是呼吸过程中产生能量的表现。
呼吸越旺盛，细胞质流动越快，反之则越慢。
（8）在高倍镜下，可以看到叶绿体呈扁平的椭球形或球形，颜色为绿色。
由于细胞质是不断流动的，因此叶绿体也是不断流动的，而不是静止的。
（9）高等植物的叶绿体，在不同的光照条件下，可以运动，改变椭球体的方向，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤。
在弱光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。
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