必修部分 第一章 第二節(jié) 組成生物體的化合物

一、水和無機鹽的存在形式及生理功能水無機鹽存在形式

(約占全部水的95.5%)大多數(shù)以

狀態(tài)存在生理作用是

的重要組成成分①是細胞內(nèi)良好的

②參與生物體內(nèi)的許多

③運輸

和代謝廢物④為細胞提供

環(huán)境⑤調(diào)節(jié)生物體溫①細胞內(nèi)某些

的組成成分②維持生物體的

③維持細胞的

平衡及離子平衡結(jié)合水

細胞結(jié)構(gòu)自由水溶劑離子生物化學(xué)反應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)液體復(fù)雜化合物生命活動酸堿二、糖類的種類、分布和功能種類分布功能單糖五碳糖

動植物細胞RNA的成分

DNA的成分六碳糖

光合作用的產(chǎn)物，能源物質(zhì)果糖植物細胞能源物質(zhì)核糖脫氧核糖葡萄糖種類分布功能二糖

植物細胞水解成兩分子葡萄糖而供能蔗糖水解成果糖和葡萄糖而供能

動物乳汁水解成半乳糖和葡萄糖而供能麥芽糖乳糖種類分布功能多糖淀粉植物細胞植物細胞中重要的儲能物質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)性多糖，植物細胞的

的基本組成成分糖元

動物肝臟貯存能量，調(diào)節(jié)血糖

動物肌肉氧化分解，為肌肉收縮提供能量肝糖元肌糖元細胞壁三、脂質(zhì)的種類和功能種類生理功能脂肪(只含C、H、O)①細胞內(nèi)良好的

物質(zhì)②減少

，維持體溫恒定③減少內(nèi)臟器官之間的摩擦，具有緩沖外界壓力的作用磷脂(C、H、O、N、P)①是構(gòu)成細胞膜、線粒體膜、葉綠體膜等結(jié)構(gòu)的重要成分——一切細胞中均含磷脂②在肝臟中參與

的合成儲能熱量散失脂蛋白種類生理功能固醇膽固醇構(gòu)成

的重要成分，在人體內(nèi)還參與血液中

的運輸

促進生殖器官的發(fā)育和兩性生殖細胞的形成(即與減數(shù)分裂有關(guān))，激發(fā)并維持雌、雄性動物第二性征

促進人體和動物體對鈣和磷的吸收和利用細胞膜脂質(zhì)性激素維生素D四、蛋白質(zhì)和核酸項目蛋白質(zhì)核酸核糖核酸脫氧核糖核酸組成元素主要有

四種元素，有的含有S、P等元素C、H、O、N、P等元素C、H、O、N項目蛋白質(zhì)核酸核糖核酸脫氧核糖核酸基本組成單位氨基酸(20種)核苷酸(8種)核糖核苷酸(4種)脫氧核糖核苷酸(4種)特點每種氨基酸分子至少都有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基

均含磷酸和A、C、G含

和“U”含脫氧核糖和“

”連在同一個碳原子上核糖T核糖體種類、數(shù)目、排列次序空間結(jié)構(gòu)排列順序細胞核項目蛋白質(zhì)核酸核糖核酸脫氧核糖核酸主要功能①組成細胞和生物體的重要物質(zhì)；②

作用(如酶)；③

作用(如某些激素)；④運輸作用(如血紅蛋白)；⑤免疫作用(如抗體)；⑥識別作用(如受體)①生物的

物質(zhì)，遺傳信息的復(fù)制和傳遞；②遺傳信息表達，通過

控制蛋白質(zhì)合成；③遺傳信息的變異，提供進化原材料催化調(diào)節(jié)遺傳轉(zhuǎn)錄和翻譯1．2010年入冬至2011年初，魯、豫等省發(fā)生了60年一遇的特大干旱，數(shù)千萬畝冬小麥面臨嚴峻干旱考驗。下列關(guān)于耐旱植物細胞的敘述中正確的是(

)A．細胞液濃度高，自由水多，代謝旺盛B．細胞液濃度高，自由水少，代謝緩慢C．細胞液濃度低，自由水少，代謝緩慢D．細胞液濃度低，自由水多，代謝旺盛解析：自由水含量越高，細胞代謝越旺盛，耐旱植物細胞液濃度較高，自由水含量少，代謝緩慢。答案：B2．下列關(guān)于組成細胞的化合物的敘述，錯誤的是(

)A．有些固醇類物質(zhì)是構(gòu)成細胞膜的成分B．有些脂質(zhì)能激發(fā)和維持動物第二性征C．某些蛋白質(zhì)在生命活動中能夠傳遞信息D．所有糖類在細胞中的作用都是為細胞供能解析：葡萄糖是細胞的主要能源物質(zhì)，但并不是所有的糖類均為細胞供能，如：核糖、脫氧核糖等；某些蛋白質(zhì)在生命活動中能夠傳遞信息，如：胰島素、胰高血糖素等；性激素的化學(xué)本質(zhì)是脂質(zhì)，其可以激發(fā)并維持生物個體的第二性征；膽固醇屬于固醇類物質(zhì)，是細胞膜的組成成分。答案：D3．(2011·蘭州質(zhì)檢)下列圖中動植物糖類、脂質(zhì)的分類與比較正確的是(

)解析：還原糖不包括蔗糖，葡萄糖不屬于二糖；固醇和脂肪都是脂質(zhì)的一種；固醇不屬于生物大分子。答案：A4．在細胞內(nèi)，某些重要化合物的元素組成和功能關(guān)系如圖所示。其中X、Y代表元素，A、B、C是生物大分子。相關(guān)描述錯誤的是(

)A．圖中A和C是組成染色體的主要成分B．人體細胞中，單體a的種類有4種C．圖中僅①②過程遵循堿基互補配對原則D．生物多樣性的根本原因是A具有多樣性解析：根據(jù)圖中A到C的信息流動：，可知A表示DNA分子，B表示mRNA分子，C表示蛋白質(zhì)，①表示DNA復(fù)制，②表示轉(zhuǎn)錄，③表示翻譯。染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。人體細胞中組成DNA的單體a——脫氧核苷酸有4種。DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯均遵循堿基互補配對原則。根本原因是DNA具有多樣性，生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)具有多樣性。答案：C5．(2011·武威質(zhì)檢)下圖表示細胞內(nèi)某些有機物的元素組成和功能關(guān)系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，圖中X、Y、Z、P分別為構(gòu)成生物大分子的基本單位。請回答下列問題：(1)圖中X是________，Ⅰ在小麥種子中主要是指_______。(2)圖中Z是________________。(3)圖中P的結(jié)構(gòu)通式為______________；寫出由P形成Ⅳ的結(jié)構(gòu)層次(過程)________________________________。(4)Ⅲ和Ⅳ兩者都有多樣性，兩者多樣性的關(guān)系是前者________后者。(5)構(gòu)成細胞的化合物中，隨著年齡增長明顯減少的主要是________。解析：葡萄糖是多糖的基本組成單位，在小麥中的多糖主要是淀粉。DNA主要分布在細胞核，RNA主要分布在細胞質(zhì)?；蚩刂频鞍踪|(zhì)的合成，信使RNA決定了蛋白質(zhì)的種類。在細胞衰老的過程中最主要是水分的減少，代謝緩慢。答案：(1)葡萄糖淀粉(2)核糖核苷酸(3)氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)(4)決定(5)水考點一水及無機鹽的存在形式與功能命題解讀高考對本考點的考查多集中于細胞中水的存在形式及功能；無機鹽在細胞中的存在形式及功能。有時對水與無機鹽作綜合考查，題目以選擇題為主。[示例1]

水和無機鹽是人體不可缺乏的組成成分，對于維持人體的正常生命活動具有重要作用。下列說法不正確的是(

)A．自由水與結(jié)合水的比例與新陳代謝強弱有密切關(guān)系B．人體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物大多能溶于水，有利于物質(zhì)的運輸C．許多物質(zhì)可在水中溶解或以離子形式存在，促進了生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進行D．無機鹽都以離子狀態(tài)存在，都能維持細胞內(nèi)外滲透壓.[解析]

有些無機鹽以化合物形式存在，如CaCO3等，有些無機鹽離子在維持細胞內(nèi)液滲透壓中起重要作用(如K＋)；有些無機鹽離子在維持細胞外液滲透壓中起重要作用(如Na＋、Cl－等)，也有許多無機鹽可作為某些化合物成分，并不直接參與滲透壓維持，故D選項不正確。[答案]

D自由水與結(jié)合水含量對新陳代謝的影響(1)當自由水比例增加時，生物體代謝活躍，生長迅速，如干種子內(nèi)所含的主要是結(jié)合水。干種子只有吸足水分——獲得大量自由水，才能進行旺盛的生命活動。(2)當自由水向結(jié)合水轉(zhuǎn)化較多時，代謝強度就會下降，抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有較強抗旱能力，其生理原因之一就是結(jié)合水含量較高。1．人體紅細胞呈圓餅狀，具有運輸氧氣的功能。下圖是將人體紅細胞分別放在三種不同液態(tài)環(huán)境中一段時間內(nèi)的變化示意圖，則該圖說明的問題是 (

)A．水分容易進出細胞B．無機鹽離子容易進出細胞C．紅細胞有運輸氧氣的功能D．水分和無機鹽對于維持細胞的形態(tài)和功能有重要作用解析：據(jù)圖，鹽濃度的大小能夠改變紅細胞的形態(tài)和功能。因此水分和無機鹽對于維持細胞的形態(tài)和功能有重要作用。答案：D2．2010年春我國云南、貴州等許多地區(qū)出現(xiàn)百年不遇的旱情，嚴重影響了農(nóng)作物的生長，甚至連人畜飲水都成問題。下列有關(guān)水對生命活動影響的敘述，不正確的是(

)①越冬的植物體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值下降，有利于抵抗不利的環(huán)境條件②細胞內(nèi)自由水含量降低是細胞衰老的特征之一③癌細胞中自由水含量較正常的細胞低④當人體缺水時，血漿的滲透壓會降低，從而產(chǎn)生渴覺A．①④

B．①③C．③④ D．②④.解析：癌細胞代謝旺盛，細胞內(nèi)自由水比例上升；當人體缺水時，血漿滲透壓會升高，從而產(chǎn)生渴覺。答案：C考點二組成生物體的有機物及其功能命題解讀近年高考對本考點的考查著重于蛋白質(zhì)、核酸的組成元素、基本單位、功能及二者關(guān)系與相關(guān)計算等，對糖類、脂質(zhì)分類與功能也多有考查，題目以選擇題和跨章節(jié)的非選擇題為主。[示例2]

(2009·江蘇高考)下列關(guān)于細胞內(nèi)化合物的敘述，正確的是 (

)A．ATP脫去2個磷酸基團后是RNA的基本組成單位之一B．糖元代謝的最終產(chǎn)物是葡萄糖C．蔗糖和乳糖水解的產(chǎn)物都是葡萄糖D．脂肪和生長激素是生物體內(nèi)的能源物質(zhì)[解析]

ATP脫去2個磷酸基團后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一，所以A正確；糖元代謝的最終產(chǎn)物是CO2和H2O，所以B錯；蔗糖水解的產(chǎn)物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的產(chǎn)物是半乳糖和葡萄糖，所以C錯；生長激素不能作為能源物質(zhì)，所以D錯。[答案]

A1．核酸、蛋白質(zhì)及生物多樣性的內(nèi)在關(guān)系(1)核酸控制蛋白質(zhì)的合成2．生物體中的化合物歸納含量最多的化合物——水含量最多的有機物——蛋白質(zhì)遺傳信息的攜帶者——核酸(DNA、RNA)主要能源物質(zhì)——糖類重要儲能物質(zhì)——脂肪、淀粉、糖元酸堿平衡與滲透壓維持——無機鹽3．下列各項中，基本單位完全相同的一項是(

)A．質(zhì)粒，基因，染色體B．糖元，纖維蛋白原，抗原C．脂肪，膽固醇，維生素D

D．胰島素，生長激素，抗體解析：胰島素、生長激素、抗體的基本單位均是氨基酸；染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，質(zhì)粒、基因的基本單位均是脫氧核苷酸；糖元的基本單位是葡萄糖，纖維蛋白原的基本單位是氨基酸，不同抗原的成分可能不同；小分子物質(zhì)膽固醇、維生素D則無基本單位。答案：D4.生物體的生命活動都有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)，圖示中a、b為有機小分子物質(zhì)，甲、乙、丙代表有機大分子物質(zhì)。已知核糖體是由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的，則相關(guān)敘述正確的是(

)A．在人體細胞內(nèi)，a共有5種B．b在細胞核中經(jīng)縮合反應(yīng)合成丙C．連接兩個b之間的化學(xué)鍵是肽鍵D．在某人的神經(jīng)細胞和肝細胞中，甲一般不同，丙一般相同解析：圖中a為核苷酸，b為氨基酸，甲為DNA，乙為RNA，丙為蛋白質(zhì)；b形成丙應(yīng)在細胞質(zhì)的核糖體中進行；同一生物不同細胞中DNA一般相同，而蛋白質(zhì)一般不同；人體細胞中核苷酸應(yīng)為8種。答案：C考點三蛋白質(zhì)合成過程中的相關(guān)計算命題解讀蛋白質(zhì)合成過程中的相關(guān)計算是近年高考常考知識點之一，內(nèi)容涉及氨基酸縮合過程中肽鍵數(shù)、產(chǎn)生水分子數(shù)及其與肽鏈數(shù)的關(guān)系，多肽分子量的計算及多肽化合物中N、O原子數(shù)的計算等。題目以選擇題為主。[示例3]

(2009·上海高考)某蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個數(shù)是 (

)A．n－m B．n－2mC．n＋m D．n＋2m[解析]

兩個氨基酸脫水縮合形成一個肽鍵，里面含一個氧原子，n個氨基酸縮合形成m條肽鏈，應(yīng)有肽鍵n－m個，所以肽鍵中氧原子是n－m個，一條肽鏈中除肽鍵外還至少含有一個完整的羧基，里面有兩個氧原子，所以m條肽鏈中應(yīng)至少還有2m個氧原子，所以應(yīng)至少有氧原子個數(shù)為n－m＋2m＝n＋m。[答案]

C蛋白質(zhì)合成過程中的相關(guān)計算歸納(1)氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)(“環(huán)肽”中肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù))。(2)蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)的計算①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)。②游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。③若氨基酸縮合形成的是“環(huán)肽”，則游離氨基或羧基數(shù)＝R基中游離氨基或羧基數(shù)。(3)蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計算①N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N原子總數(shù)。②O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)。5．已知20種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128。圖1為某蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖(其中數(shù)字為氨基酸序號)，圖2為部分肽鏈放大示意圖，請據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(

)A．圖1所示的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為13652B．圖2中含有的R基是①②④⑥⑧，肽鍵有③⑤⑦三個C．從圖2可推知該肽鏈至少含有兩個游離的羧基和兩個游離的氨基D．高溫使蛋白質(zhì)變性，主要是因為破壞了“—S—S—”和③⑤⑦等結(jié)構(gòu)解析：①不屬于R基；圖2中已含有兩個游離的羧基，⑥⑧位置上各有一個游離的羧基，所以該肽鏈至少有三個游離的羧基；高溫能使維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的氫鍵、二硫鍵斷裂，但不會使肽鍵斷裂。答案：A[示例]

(2008·重慶高考)在進行組織蛋白定量測定之前，進行了蛋白質(zhì)含量變化的預(yù)測實驗，請?zhí)畛鋵嶒炘恚慌袛鄬嶒灢襟E中畫線部分是否正確，并更正錯誤之處，寫出實驗結(jié)果。(1)實驗原理：蛋白質(zhì)________________________________，其顏色深淺與蛋白質(zhì)含量成正比。(2)實驗步驟：①將三份等量大豆種子分別萌發(fā)1、5、9d后取出，各加入適量蒸餾水，研碎、提取、定容后離心得到蛋白質(zhì)制備液；②取3支試管，編號1、2、3，分別加入等量的萌發(fā)1、5、9d的蛋白質(zhì)制備液；[解析]

(1)用來鑒定植物組織中蛋白質(zhì)的試劑是雙縮脲試劑。(2)根據(jù)植物組織中蛋白質(zhì)鑒定的實驗過程可知，雙縮脲試劑A應(yīng)與組織樣液混勻后，再加入雙縮脲試劑B，目的是先造成一個堿性環(huán)境；蛋白質(zhì)和雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)是不需要加熱的，所以a、b兩步驟都是錯誤的。(3)由于蛋白質(zhì)含量在大豆種子萌發(fā)的1、5、9d逐漸增多，所以實驗結(jié)果是1、2、3號試管中的顏色逐漸加深。[答案]

(1)與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)(2)a：×。更正：先加入1mL雙縮脲試劑A混合均勻后，再加入雙縮脲試劑B3～4滴b：×。更正：不加熱(或直接觀察)(3)1、2、3號試管中顏色依次加深1．生物組織中幾種常見有機物的鑒定化合物鑒定試劑顏色反應(yīng)特殊處理還原糖斐林試劑磚紅色沉淀沸水浴加熱；現(xiàn)配現(xiàn)用：甲液、乙液混合后加入蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色A液、B液先后加入化合物鑒定試劑顏色反應(yīng)特殊處理脂肪蘇丹Ⅲ染液橘黃色如果對生物組織切片進行染色，需使用顯微鏡觀察蘇丹Ⅳ染液紅色淀粉碘液藍色——DNA二苯胺藍色水浴加熱2．斐林試劑與雙縮脲試劑比較斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鑒定物質(zhì)可溶性還原糖蛋白質(zhì)斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液添加順序甲乙兩液等量混勻后立即使用先加入A液1mL，搖勻，再加入B液4滴，搖勻反應(yīng)條件沸水浴加熱不需加熱，搖勻即可反應(yīng)現(xiàn)象樣液變磚紅色樣液變紫色1．(2010·江蘇高考改編)某種蛋白酶是由129個氨基酸脫水縮合形成的蛋白質(zhì)，下列敘述正確的是(

)A．該蛋白酶分子結(jié)構(gòu)中至少含有129個氨基和129個羧基B．該蛋白酶溶液與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)C．該蛋白酶分子中含有128個肽鍵D．用含該蛋白酶的洗衣粉去除油漬，效果比其他類型加

酶洗衣粉好解析：A項，蛋白質(zhì)中至少含游離的氨基和羧基數(shù)等于肽鏈數(shù)，而非氨基酸數(shù)目；據(jù)題干信息可知該酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故B項正確；題中未給出該蛋白酶含有n條肽鍵，所以不能確定該蛋白酶分子所含的肽鍵數(shù)；D項，油漬的主要成分是脂肪，酶具有專一性，因此去除油漬時選用加脂肪酶的洗衣粉比選含該蛋白酶的洗衣粉效果好。答案：B2．(2010·江蘇高考)下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是(

)A．DNA和RNA中的五碳糖相同B．組成DNA與ATP的元素種類不同C．T2噬菌體的遺傳信息貯存在RNA中D．雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)解析：DNA含的五碳糖是脫氧核糖，RNA含的五碳糖是核糖；組