高考第一轮复习组成生物体的化学元素和化合物.docx
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高考第一轮复习组成生物体的化学元素和化合物
年级
高三
学科
生物
版本
人教版
内容标题
第一节第二节
编稿老师
陈义
【本讲教育信息】
一.教学内容：
第一节组成生物体的化学元素
第二节组成生物体的化合物
第一节组成生物体的化学元素
（一）教学目的：
1.了解组成生物体的化学元素有二十多种
2.了解组成生物体化学元素的重要作用
3.了解生物界与非生物界的统一性和差异性
（二）教学重点：
1.组成生物体的化学元素，大量元素和微量元素
2.组成生物体的化学元素的重要作用
（三）教学难点：
生物界与非生物界的统一性和差异性
（四）教学过程：
1.生命活动的物质基础：
组成生物体的化学元素和化合物
地球上的生物，已知的大约有二百万种，动物界现存动物约150万种，植物界约有50万种，微生物界十万余种。
不同的生物体，在个体大小、形态结构和生理功能等方面都不同，但具有共同的物质基础。
2.组成生物体的化学元素
a.种类：
组成生物体的化学元素有二十多种（在生物体中共发现有62种组成元素，其中24种重要元素，29种常见元素）
比较书上的表：
①生物体的基本组成元素碳、氧、氢、氮占元素总量90%
②组成生物体的元素大体相同
③不同的生物体各元素含量相差很大
b.分类：
（1）根据在生物体内的含量分（速记）
①大量元素：
占生物体总重量万分之一以上（C.H.O.N.P.S.K.Ca.Mg）
②微量元素：
植物生活必需的，维持正常生命活动不可缺少的，但需要量很少的（Fe.Mn.Mo.B.Cu.Zn）
（2）根据生物学功能分（了解）
①构成原生质的基本元素
②调节机体活动元素Na＋.K＋.Ca2＋.Mg2＋.H＋.Cl－.OH－
③与蛋白质结合元素Fe（血红蛋白、细胞色素、固氮酶）
Mo（固氮酶）Zn（RNA及DNA聚合酶）
I（甲状腺球蛋白）Cu（血蓝素、细胞色素氧化酶）
④微量调节元素B.Cr.Se.As
c.重要作用：
（1）组成多种多样的化合物
组成原生质的主要元素C.H.O.N.P.S占原生质总量95%
C是最基本元素，N是生命元素，O占原生质总量的65%
蛋白质（C.H.O.N）核酸（C.H.O.N.P）糖、脂肪（C.H.O）
（2）生命活动的物质基础
蛋白质是生命活动的承担者糖是主要的能源物质
核酸是生物体的遗传物质脂肪是主要的贮能物质
（3）影响生物体的生命活动
B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长
B足量有利于受精
B缺少花粉发育不良，雄蕊萎缩
3.生物界与非生物界的统一性和差异性
（1）统一性没有一种元素是生物体特有的
（2）差异性组成生物体的元素在生物体内和在无机自然界的含量相差很大
C.H.O在人体中的质量分数为74%在岩石圈的质量分数不到1%
第二节组成生物体的化合物
（一）教学目的：
1.了解原生质的定义
2.理解组成生物体的水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质的作用
3.理解生命活动的基础，各化合物按一定的方式有机组织起来，才能表现出生命现象
（二）教学重点：
组成生物体的无机化合物和有机化合物的化学组成，各种化合物在细胞中的存在方式及功能
（三）教学难点：
1.蛋白质的化学组成，相对分子质量，基本组成单位，分子结构，主要功能
2.核酸的化学组成，相对分子质量，基本组成单位，重要功能
（四）教学过程：
1.原生质：
a.概念：
细胞内的生命物质（1840年普金耶、1846年冯•莫尔）
b.实质：
是生物体新陈代谢的物质基础，是构成细胞的全部生活物质
c.内容：
细胞膜、细胞质、细胞核等。
动物细胞就是一个原生质团。
2.构成细胞的化合物（细胞中鲜重含量）
化合物
质量分数/﹪
无机
化合物
水
80～90
无机盐
1～1.5
有机
化合物
糖
1～1.5
核酸
蛋白质
7～10
脂类
1～2
（1）水——水是生命之源，没有水就没有生命
①含量
a.各种细胞中含量最多，约占60﹪～95﹪
b.不同生物体中差别很大水母中97﹪
c.不同的组织、器官中含量不一样干谷物中13﹪～15﹪
②存在形式
a.结合水与细胞内的其他物质结合，是细胞结构的重要组成成分
占细胞内全部水分的4.5﹪
特点：
与蛋白质以氢键结合，不蒸发、不解离、无流动性、无溶解性
b.自由水以游离形式存在，可自由流动，是良好的溶剂
特点：
填充在有机固体颗粒间，可流动、易蒸发、加压析离、参与代谢
③水在生物体内的作用
a.参与机体构建
b.是良好的溶剂，参与新陈代谢
c.起运输作用
d.极性强、比热大、润滑作用等
（2）无机盐——细胞中含量很少，是生命活动所必需的
①存在形式多数为游离的离子态，少数为化合物
阳离子Na＋.K＋.Ca2＋.Mg2＋.H＋.Fe3＋等
阴离子Cl－.PO43－.HCO3－.OH－等
②生理作用维持生命活动的正常进行
a.是原生质或某些结构的重要组成部分
Mg2＋是叶绿素的必需组分
Fe2＋是血红蛋白的主要成分
CaCO3是骨、牙齿的重要成分
b.参与并调节生物体代谢
无机离子是酶、激素或维生素的重要成分
c.维持生物体内的平衡
渗透压平衡、酸碱平衡、离子平衡
（3）糖类——是生物体的重要组成成分，是生命活动的主要能源物质，是生物体的基础营养物质。
在自然界分布极广，几乎所有的动物、植物、微生物的体内都有，植物体内最多，约占其干重的80％，人和动物组织器官中的糖干重不超过2％，微生物体内的糖含量占干重10％～13％。
组成元素及种类
糖类的组成元素为C、H、O，分单糖、寡糖、多糖三类。
单糖是不能水解的最简单的糖类，其分类中只含有一个多羟基醛或一个多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。
葡萄糖和果糖都是含6个碳原子的己糖，分子式都是C6H12O6，但结构式不同，在化学上叫做同分异构体。
如下图所示：
葡萄糖 果糖 葡萄糖 果糖
环状结构 链状结构
核糖（C5H10O5）和脱氧核糖（C5H10O4）都是含有5个碳原子的戊糖，两者都是构成生物遗传物质（DNA或RNA）的重要组成成分。
结构式如下图所示：
核糖 脱氧核糖
寡糖（低聚糖）是由少数几个单糖分子脱水缩合而得的糖。
常见的是含有2个单糖单位的双糖，如植物细胞内的蔗糖、麦芽糖，动物细胞内的乳糖，存在于藻类细菌、真菌和某些昆虫细胞内的海藻糖等。
蔗糖的形成见下图。
葡萄糖 果糖 蔗糖
多糖是由多个单糖缩聚而成链状大分子，与单糖、双糖不同，一般不溶于水，从而构成贮藏形式的糖，如高等植物细胞内的淀粉，高等动物细胞内的糖元。
纤维素是植物中最普遍的结构多糖。
①分类根据糖类水解后形成的物质分
类别
主要糖类举例
单糖
葡萄糖、果糖、半乳糖（C6H12O6），
核糖（C5H10O5），脱氧核糖（C5H10O4），等
二糖
蔗糖、麦芽糖、乳糖,
分子式都是C12H22O11
多糖
淀粉、麦芽糖、糖原等，
分子式都是（C6H10O5）n
②分布及特点
类别
特点
分布
作用
单糖
不能水解
葡萄糖、果糖等六碳糖，生物界分布最普遍
核糖主要在细胞质
脱氧核糖主要在细胞核
葡萄糖是光合作用的产物，是细胞的重要能源物质；核糖是RNA的组分，脱氧核糖是DNA的组分；
二糖
水解生成
两分子单糖
植物：
蔗糖、麦芽糖
动物：
乳糖
甘蔗、甜菜中含有大量的蔗糖，发芽的大麦中含大量的的麦芽糖，乳汁—乳糖
多糖
水解生成
多种单糖
植物：
淀粉、纤维素
动物：
糖原，存在于细胞质，
肝脏—肝糖原，肌肉—肌糖原
淀粉是植物细胞中的重要储能物质，纤维素是植物细胞壁的基本组分，糖原是动物和人体内的储能物质
（4）脂类——主要由C.H.O三种化学元素组成，很多脂类还含有N.P元素
种类
实例
分布
作用
脂肪
主要是
甘油三脂
植物的种子、果实细胞
动物的脂肪细胞
生物体内储存能量的物质。
高等动物及人体内的脂肪：
减少热量散失、维持体温恒定、减少器官摩擦、缓冲外界压力
类脂
磷脂
糖脂
动物脑组织、神经组织
植物的种子
构成生物膜（细胞膜、细胞器膜）的重要成分，是某些生物大分子（脂蛋白等）的组成成分
固醇
胆固醇
性激素维生素D等固醇衍生物
自然界分布广泛
在人体内固醇衍生物可以由胆固醇转化来
维持正常的新陈代谢和在生殖过程中起调节作用
（5）蛋白质——生物高分子化合物，是生命的物质基础，在细胞中的含量仅比水少，
约占细胞干重的50﹪以上
①化学元素组成：
主要是C.H.O.N四种元素，很多重要的蛋白质含有P.S,有的含微量的Fe.Mn.Cu
②相对分子质量：
蛋白质是分子质量很大的生物大分子，其变化范围很大：
几千～一百万以上
例如：
牛胰岛素5700
甲状腺激素28000
化学元素
质量分数/﹪
C
O
N
H
P
S
50～55
19～24
15～24
6.5～7.3
0.42～0.85
0.3～2.4
人血红蛋白64500
③基本组成单位：
氨基酸
a.种类：
组成蛋白质的氨基酸有二十种
b.结构：
每种氨基酸分子至少都含一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）
都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
不同的氨基酸具不同的R基——氨基酸分类依据
结构通式：
c.举例：
④分子结构：
蛋白质由许多氨基酸分子相互连接而成
a.结合方式：
一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基脱水缩合，形成共价连接
b.概念：
肽键：
羧基和氨基脱水缩合形成的，连接两个氨基酸分子的化学结构（—NH—CO—）称为肽键
二肽：
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽）
肽链：
多肽通常呈链状结构叫做肽链
构象：
蛋白质分子可以有一条或多条通过一定化学键相互连接的肽链，这些肽链不成直线，也不在同一个平面上，而是形成非常复杂的空间结构，称为蛋白质的构象
⑤蛋白质的多样性
a.氨基酸种类不同
b.氨基酸数量不同
c.氨基酸排列次序不同
d.形成肽链的空间结构千差万别
⑥主要功能：
蛋白质的多样性决定了蛋白质分子具有多种功能，一切生命活动都离不
开蛋白质。
蛋白质具有催化作用、运输作用和贮存作用、结构和机械支持作用、收缩或运动功能、免疫防护功能、调节作用。
a.是构成细胞和生物体的重要物质肌蛋白等
b.催化作用各种酶等
c.运输作用血红蛋白等
d.调节作用胰岛素、生长激素等
e.免疫作用抗体、干扰素等
⑦结构
蛋白质结构分一、二、三、四级结构。
在蛋白质分子中，不同氨基酸以一定数目和排列顺序结合形成的多肽链是蛋白质的一级结构。
蛋白质分子的高级结构决定于它的一级结构，其天然构象（四级结构）是在一定条件下的热力学上最稳定的结构。
⑧变性
蛋白质受到某些物理或化学因素作用时引起生物活性的丧失、溶解度降低以及其他物理化学因素的改变，这种变化称为蛋白质的变性。
变性的实质是由于维持高级结构的次级键遭到破坏而造成的天然构象的解体，但未涉及共价键的破坏。
有些变性是可逆的（能复性），有些则不可逆。
（6）核酸——是遗传信息的载体，存在于每个细胞中，核酸是一切生物的遗传物质，
对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要的作用；不同的生物其核酸序列各不相同
①组成：
C.H.O.N.P等化学元素组成
②分子量：
几十万至几百万，是高分子化合物
③单体：
核苷酸（一分子五碳糖、一分子含氮碱基、一分子磷酸）
④种类：
根据五碳糖的不同分为
a.脱氧核糖核酸：
简称DNA,主要存在于细胞核内，是染色体的主要组成成分，是细胞核中的遗传物质，线粒体、叶绿体中也含有
b.核糖核酸：
简称RNA，主要存在于细胞质，每一种化合物都有其重要的生理功能，任何一种化合物都不能单独完成某一种生命活动，只有按照一定的顺序有机的组织起来，才能表现出生命现象。
细胞是这些物质最基本的结构形式。
5’腺瞟呤核苷酸（5’AMP） 3’胞嘧啶脱氧核苷酸（3’dCMP）
DNA的碱基有四种（A、T、G、C），RNA的碱基也有四种（A、U、G、C）。
这五种碱基的结构式如下图所示：
DNA中碱基的百分含量一定是A＝T、G＝C，不同种生物的碱基含量不同。
RNA中A、U、G、C之间并没有等量的关系。
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 胞嘧啶（C）
DNA一级结构中核苷酸之间唯一的连接方式是3’—5’磷酸二酯键，如下图所示。
所以DNA的一级结构是直线形或环形的结构。
DNA的二级结构是由两条反向平行的多核苷酸链绕同一中心轴构成双螺旋结构。
【模拟试题】（答题时间：
45分钟）
一.选择题（每小题只有一个答案符合题意要求）
1.有关糖类的下列陈述中，揭示其化学组成的特点是（）
A.含有C、H、O三种元素
B.大部分糖类分子中C、H、O的比例为1：
2：
1
C.糖可分为单糖、二糖和多糖三类
D.糖是生命活动的主要能源
2.丙氨酸的R基是—CH3，丙氨酸是由哪几种化学元素组成的（ ）
A.C、H、O B.C、H、O、N
C.N、P、K、H、C D.C、H、O、N、P
3.肌肉蛋白和血红蛋白都是蛋白质，但它们的功能不同，其原因最可能是（ ）
A.它们的组成元素不同
B.它们的相对分子质量不同
C.它们的分布部位不同
D.它们所含的氨基酸种类、数目、排列顺序及空间结构不同
4.生物界和非生物界具有统一性，是因为（ ）
A.生物与非生物都是物质的
B.构成细胞的化合物都来自岩石圈
C.构成生物体的20多种化学元素都可在无机自然界找到
D.生物和非生物有着共同的代谢作用
5.细胞生命活动所需能量主要是由（ ）
A.核糖和脱氧核糖氧化分解供给的
B.葡萄糖氧化分解供给的
C.蔗糖和乳糖氧化分解供给的
D.淀粉和肝糖元氧化分解供给的
6.细胞内结合水的生理作用是（ ）
A.各种离子、分子的良好溶剂
B.为各种生化反应提供液体环境
C.吸收热量维持体温恒定
D.细胞结构的组成物质之一
7.胰岛素和性激素都是生物激素，它们的化学本质分别是（ ）
A.蛋白质和脂肪 B.脂类和蛋白质
C.蛋白质和固醇 D.磷脂和蛋白质
8.由4个氨基酸缩合成的一条肽链，失去水分子数和形成的肽键数分别是（ ）
A.4和4 B.3和3 C.4和3 D.3和4
9.人体的牙齿和骨骼中含有钙离子和磷酸根离子，说明无机盐所具有的生理功能之一是（）
A.细胞结构的重要组成部分 B.调节渗透压
C.调节细胞的酸碱平衡 D.调节细胞中离子平衡
10.血红蛋白是由574个氨基酸构成的蛋白质，含四条多肽链，那么在形成肽链过程中，其肽键的数目和脱下的水分子数分别是（ ）
A.573和573 B.570和570 C.572和572 D.571和571
11.同一生物体各细胞中含量最稳定的化合物是（）
A.核酸B.蛋白质 C.水 D.脂肪
12.在晒干的谷物中，水的含量约为13％～15％，这些水存在的状态主要是（ ）
A.自由水 B.蒸发水 C.结合水 D.结晶水
13.植物细胞壁的重要成分之一是（ ）
A.脂类 B.糖元 C.淀粉 D.纤维素
14.下列物质不属于脂类的是（ ）
A.脂肪酶 B.雄性激素 C.胆固醇 D.维生素D
15.下列有关核酸的叙述中，不正确的是（）
A.核酸由C、H、O、N、P等元素组成
B.核酸是一切生物的遗传物质
C.核酸的基本组成单位是DNA和RNA
D.核酸能控制蛋白质合成
16.绿色植物用来合成蛋白质，所必需的无机盐是（ ）
A.镁盐 B.硝酸盐 C.钙盐 D.钠盐
17.能够体现原生质本质特征的概括性结论是（ ）
A.原生质是由多种化学元素和化合物组成的
B.原生质是由多种物质分子构成的胶体
C.原生质分化为细胞核、细胞质和细胞膜
D.原生质能通过新陈代谢不断自我更新
18.老年人容易骨折，这主要缺乏哪种无机盐（）
A.钾盐 B.钙盐 C.钠盐 D.镁盐
19.玉米与人体相比，人体内钙的含量较高，其主要原因是（ ）
A.植物可以从土壤中吸收钙盐
B.钙在植物体内易被分解
C.人体骨骼、牙齿的重要成分是钙盐
D.血钙过低人体肌肉收缩性增强
20.多糖（淀粉）在体内可通过什么作用转化为单糖（ ）
A.缩合作用 B.氧化分解作用 C.水解作用 D.脱氢作用
21.检验鉴定动物组织中是否含有脂肪，一般可使用下列哪种试剂（ ）
A.碘液 B.斐林试剂 C.双缩脲试剂 D.苏丹III染液
22.现有一被检测样品液，经用双缩脲试剂检验后，样品液产生紫色反应，该样品液有（ ）
A.蛋白质 B.糖类 C.脂肪 D.核酸
23.下列物质中，不是氨基酸的是（ ）
A.
B.
C.
D.
24.如果将上题中的三种氨基酸缩合成化合物，那么该化合物含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是（ ）
A.2、2、2 B.2、3、2 C.3、4、3 D.4、3、3
25.血红蛋白分子中含有四条多肽链，共由574个氨基酸构成，那么该分子中含有的肽键数应是（ ）
A.570 B.573 C.574 D.578
26.下列各项不属于脂类物质的是（ ）
A.生长激素 B.维生素D C.性激素 D.肾上腺皮质激素
27.活细胞内进行生命活动所需要的能量直接来自（ ）
A.ATP的水解 B. 葡萄糖的水解 C. 淀粉的水解 D. 脂肪的水解
28.在下列化合物中，构成蛋白质的碱性氨基酸是（ ）
A.
B.
C.
D.NH2—CH2－CH2－COOH
29.当生物体新陈代谢旺盛，生长迅速时，生物体内（ ）
A. 结合水／自由水的比值与此无关
B. 结合水／自由水的比值会升高
C. 结合水／自由水的比值会降低
D. 结合水／自由水的比值会不变
30.下列物质中，对维持人体体液平衡，物质运输，出血时血液凝固等生理功能都有重要作用的是（ ）
A. 蛋白质 B.维生素 C.葡萄糖 D.脂肪
31.人和动物乳汁中特有的二糖水解后的产物是（ ）
A.一分子葡萄糖和一分子果糖
B.一分子果糖和一分子半乳糖
C.一分子半乳糖和一分子葡萄糖
D.二分子葡萄糖
【试题答案】
1.A2.B3.D4.C5.B6.D7.C8.B9.A10.B
11.A12.A13.D14.A15.C16.A17.D18.B19.C20.C
21.D22.A23.D24.A 25.A 26.A 27.A 28.A 29.C 30.A
31.C
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