生命的物质基础
生物体都具有以下基本特征:生物体具有共同的物质基础和结构基础,都有新陈代谢作用,都有应激性,都有生长、发育和生殖的现象,都有遗传和变异的特性,都能适应一定的环境。
第一节组成生物体的化学元素及化合物
生物体的生命活动都有共同的物质基础,主要是指组成生物体的化学元素和化合物是大体相同的。
一、组成生物体的化学元素
组成生物体的化学元素有二十多种,它们在生物体内的含量不同。含量占生物体总质量的万分之一以上的元素,称大量元素,如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。生物生活所必需,但是需要量却很少的一些元素,称微量元素,如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。这些化学元素对生物体都有重要作用。组成生物体的二十多种化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物所特有的。这个事实说明,生物界和非生物界具有统一性。
二、组成生物体的化合物
(-)糖类
1.生物学功能
糖类参与细胞组成,是生命活动的主要能源物质。
2.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(1个以内)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。
(二)蛋白质
1.生物学功能
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。
2.组成元素和基本组成单位
蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成,多数还含有S。基本组成单位是氨基酸,其通式为。组成天然蛋白质的氨基酸约有20种,都是L型的α氨基酸。氨基酸与氨基酸之间可以发生缩合反应,形成的键为肽键。肽是两个以上氨基酸连接起来的化合物。两个氨基酸连接起来的肽叫二肽,三个氨基酸连接起来的肽叫三肽,多个氨基酸连接起来的肽叫多肽。多肽都有链状排列的结构,叫多肽链。蛋白质就是由一条多肽链或几条多肽链集合而成的复杂的大分子。
3.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编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。
4.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。
(三)核酸
1.生物学功能
核酸是遗传信息的载体,存在于每一个细胞中。核酸也是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
2.种类
核酸分DNA和RNA两大类。所有生物细胞都含有这两大类核酸(病毒只含有DNA或RNA)。
3.组成元素及基本组成单位
核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的高分子化合物。其基本组成单位是核苷酸。每个核酸分子是由几百个到几千个核苷酸互相连接而成的。每个核苷酸含一分子碱基、一分子戊糖(核糖或脱氧核糖)及一分子的磷酸组成。如下图所示:
5’﹣腺瞟吟核苷酸(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之间并没有等当量的关系。
腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)
4.结构
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音酸链绕同一中心轴构成双螺旋结构。
(四)脂类
脂类是生物体内一大类重要的有机化合物,由C、H、O三种元素组成,有的(如卵磷脂)含有N、P等元素,不溶于水,但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有机溶剂。
1.生物学功能
脂类是构成生物膜的重要成分;是动植物的贮能物质;在机体表面的脂类有防止机械损伤和水分过度散失的作用;脂类与其他物质相结合,构成了细胞之间的识别物质和细胞免疫的成分;某些脂类具有很强的生物活性。
2.种类
(l)脂肪也叫中性脂,一种脂肪分子是由一个甘油分子中的三个羟基分别与三个脂肪酸的末端羟基脱水连成酯键形成的。脂肪是动植物细胞中的贮能物质,当动物体内直接能源过剩时,首先转化成糖元,然后转化成脂肪。在植物体内就主要转化成淀粉,有的也能转化成脂肪。
(2)类脂包括磷脂和糖脂,这两者除了包含醇、脂肪酸外,还包含磷酸、糖类等非脂性成分。含磷酸的脂类衍生物叫做磷酯,含糖的脂类衍生物叫做糖脂。磷脂和糖脂都参与细胞结构特别是膜结构的形成,是脂类中的结构大分子。
(3)固醇又叫甾醇,是含有四个碳环和一个羟基的烃类衍生物,是合成胆汁及某些激素的前体,如肾上腺皮质激素、性激素。有的固醇类化合物在紫外线作用下会变成维生素D。在人和动物体内常见的固醇为胆固醇。
(五)水和无机盐
1.水
水是细胞的重要成分,一般发育旺盛的幼小细胞中含水量较大,生命活力差的细胞组织中含水量较小,休眠的种子和孢子中含水量一般低于10%。水的作用有:水是代谢物质的良好溶剂,水是促进代谢反应的物质,水参与原生质结构的形成,水有调节各种生理作用的功能。
2.无机盐
它在体内通常以离子状态存在,常见的阳离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等;常见的阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、HCO3-等。各种无机盐离子在体液中的浓度是相对稳定的,其主要作用有:维持渗透压,维持酸碱平衡,特异作用等。
例l一个蛋白质分子有5条肽链,由1998个氨基酸组成,那么形成该蛋白质分子过程中生成的水分子个数和含有的肽键数分别是多少?
析氨基酸通过脱水缩合形成多肽,在一条由n个氨基酸组成的多肽链中,形成的肽键个数=生成的水分子个数=n-l。同理,在由多条肽链组成的蛋白质中,形成肽键数目=组成该蛋白质分子的氨基酸数目-该蛋白质分子中肽链条数。所以,此题中生成水分子数和含有的肽键数都应是1998-5=1993。
例2肾上腺皮质细胞产生的激素其结构与以下哪一种物质结构相似?
A血红蛋白B胆固醇C酪氨酸D肾上腺素
析激素依化学成分分成两类,一类是由肾上腺皮质分泌的激素统称肾上腺皮质激素,属于类固醇激素;另一类属于含氮物质激素,包括蛋白质、多肽(胰岛素、甲状分腺素)和胺类(肾上腺素、甲状腺激素)。上题中胆固醇是一种固醇类化合物,所以肾上腺皮质分泌的激素与胆固醇的结构相似。答案选B。
1.关于病毒遗传物质的叙述,正确的一项是
A都是脱氧核糖核酸
B都是核糖核酸
C同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸
D有的是脱氧核糖核酸,有的是核糖核酸
2.构成细胞内生命物质的主要有机成分是
A蛋白质和核酸B水和蛋白质
C蛋白质和无机盐D水和核酸
3.组成核酸和核糖核酸的核酸的种类分别有
A8种和2种B4种和4种C5种和4种D8种和4种
4.一个含有6个肽键的多肽,组成它的氨基酸以及至少应有的氨基和羧基的数目分别是
A6、1、1B7、1、1C6、6、6D7、6、6
5.当动物体内直接能源物质过剩时,一般情况下,首先转化为
A葡萄糖B麦芽糖C脂肪D糖元
第二节其他重要化合物
一、细胞内能合流通的物质——ATP
1.ATP的结构
ATP(三磷酸腺苷)是各种活细胞内普遍存在的一种高磷酸化合物(水解时释放的能量在20~92kJ/mol的磷酸化合物)。ATP的分子简写成A-P~P~P,A代表由腺嘌呤和核糖组成的腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。ATP中大量化学能就贮存在高能磷酸键中。ATP结构中的3个磷酸(Pi)可依次移去而生成二磷酸腺苷(ADP)和一磷酸腺苷(AMP),如下图:
2.ATP的作用
ATP水解时释放出的能量,是生物体维持细胞分裂、根吸收矿质元素离子和肌肉收缩等生命活动所需能量的直接来源,是细胞内能量代谢的“流通货币”。在动物肌肉或其他兴奋性组织中,还有一种高能磷酸化合物即磷酸肌酸,它也是高能磷酸基的贮存者,其中的能量要兑换成“流通货币”才能发挥作用。如图下图所示磷酸肌酸与ATP关系。
磷酸肌酸肌酸
二、NAD+和NADP+
NAD+又叫辅酶Ⅰ,全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸;NADP+又叫辅酶Ⅱ,全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它们都是递氢体,能从底物里取得电子和氢。NAD+和NADP+都是以分子中的烟酰胺部分来接受电子的,所以烟酰胺是它们的作用中心。接受电子的过程如下图所示:
这里虽然从底物脱下来的两个电子都被接受了,但脱下来的两个氢原子却只有一个被接受,剩下的一个质子H暂时被细胞的缓冲能力接纳下来,留待参与其他反应。因此,NAD+和NADP+的还原形式被写作NADH和NADPH。
例如果说光合作用中光反应的产物只有ATP、氧气和氢,是否正确?为什么?
析不正确。因为在光反应中水分子被分解,产生的氧原子结合成氧气被释放,而氢则与NADP+结合生成NADPH,NADP+和ATP共同为暗反应所必需的还原剂。
6.在ATP转变成ADP的过程中,能量;在ADP转变成ATP的过程中,ADP
物质代谢释放的能量,贮藏备用。这些转变都必须有参加。
7.关于人体细胞内ATP的描述,正确的是
AATP主要在线粒体中生成
B它含有三个高能磷酸键
CATP转变为ADP的反应是不可逆的
D细胞内贮有大量ATP,以满足生理活动需要
8.光合作用光反应的产物是
ACO2、ATP、NADH+H+
B淀粉、CO2、NADPH+H+
C蔗糖、O2、CO2
DATP、O2、NADPH+H+
9.下列三组物质中,光合碳循环所必需的一组是
A叶绿素、类胡萝卜素、CO2
BCO2、NADPH、ATP
CCO2、H2O、ATP
D叶绿素、NAD+、ATP
10.生物和非生物最根本的区别在于生物体
A具有严谨的结构
B通过一定的调节机制对刺激发生反应
C通过新陈代谢进行自我更新
D具有生长发育和产生后代的特性
11.若组成蛋白质的氨基酸分子的平均相对分子质量为130,则一条由160个氨基酸形成的多肽,其相对分子质量为
A17938B19423C24501D28018
12.某一多肽链内共有肽健109个,则此分子中含有的-NH2和COOH的数目至少为
A110、110B109、109C9、9D1、1
13.生物界在基本组成上的高度一致性表现在
①组成生物体的化学元素基本一致
②各种生物体的核酸都相同
③构成核酸的碱基都相同
④各种生物体的蛋白质都相同
⑤构成蛋白质的氨基酸都相同
A①②④B①③⑤C③④⑤D①②③
14.
以上的核着酸链是
ADNABrnRNACtRNADdZNrx
15.下列物质中,不是氨基酸的是
AB
CD
16.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
A2、2、2B2、3、2
C3、4、3D4、3、3
17.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
A570B573C574D578
18.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
19.活细胞内进行生命活动所需要的能量直接来自
AATP的水解B葡萄糖的水解
C淀粉的水解D脂肪的水解
20.在下列化合物中,构成蛋白质的碱性氨基酸是
AB
CDNH2—CH2-CH2-COOH
21.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
22.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
23.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
1.D2.A3.D4.B5.D6.释放、储存、酶7.A8.D9.B10.C11.A12.D13.B14.A15.D16.A17.A18.A19.A20.A21.C22.A23.C
第二章自然环境中的物质运动和能量交换
第一节地壳的物质组成和物质循环
一、课程标准
●运用示意图说明地壳内部物质循环过程。
(1)标准解读
本条"标准"关注的对象是自然环境组成要素之一--岩石,要求的重点落在地壳内部物质循环,目的是以物质循环运动的观点看待岩石的形成和演变。
地壳是由岩石构成的,地壳内部物质可理解为岩石。要说明地壳内部物质的循环过程,首先要了解地壳内部物质--岩石的分类,即岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。其次要了解每一类岩石是怎样形成的,这需涉及各种地质作用,但一般不必深入讲述三大类岩石的成因。第三,理解三大类岩石--岩浆岩、沉积岩、变质岩之间,及其与岩浆间的相互转化。这是本条"标准"要求的重点。第四,从"过程"来看,需要把握转化的起点、终点,以及先后顺序,并由此过程形成"循环"的认识。
根据本条"标准"的要求,学生要能熟练阅读"地壳内部物质循环示意图",同时能绘简单的示意图说明地壳物质的循环过程。这样的示意图不仅要绘出三大类岩石及岩浆,还应反映它们之间的转化过程,如岩浆上涌侵入地下或喷出地表转化成岩浆岩,岩石在外力作用下转化成沉积岩,岩浆岩和沉积岩在压力和热力作用下转化为变质岩,各类岩石在地下深处重熔为岩浆等。
俗话说,凡事预则立,不预则废。高中教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢?以下是小编收集整理的“第一节物质的分类(1)导学案”,大家不妨来参考。希望您能喜欢!
第二章化学物质及其变化
第一节物质的分类(1)
学习目标:
1.通过实例了解分类法在化学科学研究和化学学习中的重要作用;
2.能根据物质的组成和性质对物质进行分类;
3.知道胶体是一种常见的分散系。
重点难点:
了解常见化学物质及其变化的分类方法;分散系和胶体的概念。
知识梳理:
化学研究的对象是物质及其变化,是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学方法。运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识,还可以通过分门别类的研究,发现的规律。
对事物进行分类时,事先一般要设定分类的。当分类标准确定之后,同类中的事物在某些方面的可以帮助我们做到举一反三;对于不同类事物的了解可以使我们有可能做到。这就是分类法作为科学方法的意义。
一、两种常用的分类方法
1.交叉分类法:对Na2CO3、Na2SO4、K2CO3、K2SO4四种盐分类
(1)以其组成中的阳离子为标准分类:盐和盐
(2)以其组成中的阴离子为标准分类:盐和盐
(3)在交叉分类法中,Na2CO3既属于盐,又属于盐;K2SO4既属于盐,又属于盐。
练习:请利用交叉分类法对下列五种物质分类,并画出图示。五种物质分别为CaCl2、Ca(NO3)2、
KNO3、K2SO4和KCl。
2.树状分类法:按照一定标准对同类物质进行再分类。如:根据物质的组成对物质分类
练习:1.按物质的组成和性质,对纯净物进行分类,作出树状分类图。然后选择下列合适的物质填在相应的物质类别上。
O2、Cu、H2SO4、Ba(OH)2、KNO3、CO2、空气、含镁60%的MgO
2.对下列5种酸进行分类:盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)和氢硫酸(H2S)。
(1)根据1个分子中含氢原子的个数,可以分为
(2)根据酸中是否含有氧元素,可以分为
知识梳理:
二散系及其分类
1.分散系的概念:把(或多种)物质在(或多种)物质中所得的体系,叫做。前者属于被分散的物质,称作;后者起容纳分散质的作用,称作。
2.按分散质和分散剂所处的状态进行分类,分散系可以分成类。
3.当分散剂是水或其他液体时,按分散质粒子的直径大小进行分类,分散系可以分为、、。溶液中的溶质粒子直径大小通常,浊液中的粒子直径大小通常,介于二者之间的胶体粒子,其直径大小在。溶液中溶质粒子不但可以透过滤纸,也能透过半透膜;而胶体粒子可以透过滤纸,但不能透过半透膜;浊液中粒子既不能透过滤纸,液不能透过半透膜。
4.根据分散剂所处的状态进行分类,胶体可以分为气溶胶(例:云、烟、雾)、固溶胶(例:有色玻璃)、液溶胶(例:氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体、硅酸胶体、淀粉溶液、蛋白质溶液、牛奶、豆浆、墨水)
知能检测
1.根据某种共性,可将CO2、SO2归为一类氧化物,下列物质中与它们属于同一类的是
A.CaCO3B.SO3C.CuOD.KMnO4
2.下列物质中属于纯净物、化合物、无机化合物、盐、钙盐的是
A.石灰石B.Ca(OH)2C.CaCO3D.CH4
3.Na2CO3俗名纯碱,下面是对纯碱采用不同分类法的分类,不正确的是
A.Na2CO3是碱B.Na2CO3是盐
C.Na2CO3是钠盐D.Na2CO3是碳酸盐
4.下列分散系最稳定的是
A.悬浊液B.乳浊液C.胶体D.溶液
5.NaCl溶于水形成溶液,如果NaCl分散在汽油中,形成的分散系是
A.溶液B.悬浊液C.乳浊液D.胶体
6.下列分离物质的方法中,根据粒子大小进行分离的是
A.萃取B.结晶法C.沉降D.渗析
7.根据中央电视台报道,近年来,我国的一些沿江或沿海城市多次出现大雾天气,致使高速公路关闭,航班停飞。雾属于下列分散系中的
A.溶液B.悬浊液C.乳浊液D.胶体
8.下列化学方程式中有一个与其他三个在分类上不同,这个反应是
A.3Fe+2O2=Fe3O4B.CO2+C=2CO
C.NH4HCO3=NH3↑+H2O+CO2↑D.CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2
9.下列反应不属于置换反应的是
A.CuO+H2=Cu+H2OB.C+2CuO=2Cu+CO2↑
C.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2D.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
10.组成中含有氢氧根的盐叫做碱式盐,酸根中含有氢元素的盐叫做酸式盐,下列盐中,既不是碱式盐,也不是酸式盐的是
A.NaHSO4B.Cu2(OH)2CO3C.Ca(HCO3)2D.NH4NO3
11.现有下列10种物质:①H2O、②空气、③Mg、④CaO、⑤H2SO4、⑥Ca(OH)2、⑦CuSO45H2O、⑧碘酒、⑨乙醇、⑩NaHCO3。
其中,属于混合物的是(填序号,下同);属于氧化物的是;属于酸的是;属于碱的是;属于盐的是;属于有机物的是。
12.把淀粉和NaCl溶液装入半透膜袋,浸入蒸馏水中进行渗析。
(1)如何设计实验证明淀粉未透过半透膜,而Cl-已透过半透膜?(淀粉遇到碘单质会变蓝)
(2)如何设计实验证明淀粉与NaCl溶液已经分离完全?
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是小编精心为您整理的“第一节物质的分类(2)导学案”,仅供参考,大家一起来看看吧。
第二章化学物质及其变化文章来源:http://m.jab88.com/j/72516.html
更多