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生命的物质基础一、蛋白质的结构和功能1.氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子中至少都含有，且。2.蛋白质的形成过程：在细胞内的核糖体上，氨基酸通过缩合反应，形成由连接成的多肽，再由一条或几条肽链形成具有一定的蛋白质。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碳原子上空间结构肽键3.蛋白质的多样性：氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链空间结构的多样性——→多样性——→多样性。4.蛋白质功能多样性表现在：它是构成细胞和生物体结构的重要物质；具有、、调节、等作用。二、核酸的结构和功能1.核酸的结构：组成核酸的基本单位是，共有种，含氮碱基有种。脱氧核苷酸和核糖核苷酸在成分上的差异是前者含有和，后者含有和。2.核酸的功能：遗传信息的携带者。绝大多数生物的遗传物质是，部分病毒的遗传物质是。决定结构决定功能催化运输免疫核苷酸85脱氧核糖碱基T核糖碱基UDNARNA三、糖类、脂质及其作用1.细胞生命活动所需要的主要能源物质是；参与组成核酸的糖是；参与高等植物细胞分裂末期细胞板形成的糖是；作为动植物细胞中重要储能物质的糖分别是和。2.作为细胞内良好储能物质的脂质是；参与构成细胞膜以及细胞器膜的重要脂质是；胆固醇既是构成细胞膜的重要成分，又参与人体血液中的运输；性激素能促进人和动物的发育以及的形成；能有效促进人和动物肠道对钙、磷吸收的脂质是。糖类核糖和脱氧核糖纤维素糖元淀粉磷脂脂肪脂质生殖器官生殖细胞维生素D四、水和无机盐的作用水无机盐存在形式结合水自由水主要以离子形式存在生理作用细胞结构的组成成分①细胞内的良好溶剂②运输营养物质和代谢废物③参与④细胞生活的液体环境①构成复杂化合物②维持生命活动③维持细胞的和渗透压平衡生物化学反应酸碱平衡考点一蛋白质、核酸的关系及其相关计算1.二者在功能上的区别（1）蛋白质是生命活动的主要承担者，一切生命活动都离不开蛋白质。蛋白质可分为两类：①结构蛋白：肌肉蛋白、细胞膜上的蛋白质等；②功能蛋白：血红蛋白、载体、酶、激素、抗体、糖被等。（2）核酸是细胞内遗传信息的携带者，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中都具有极其重要的作用。①DNA是主要的遗传物质，某些病毒以RNA为遗传物质。②mRNA是蛋白质合成的直接模板，tRNA是氨基酸的运载工具，rRNA是核糖体的组成成分，某些RNA可作为酶催化化学反应。2.二者的联系（1）DNA、RNA和蛋白质之间的关系①蛋白质的合成受DNA控制，直接模板是mRNA，蛋白质的性质由核酸决定。②DNA的复制、转录和翻译等过程要有蛋白质（某些酶）的参与，蛋白质（某些酶）也在核酸代谢中起催化作用。③两者之间相互作用，形成了细胞生命活动的一个自动控制体系，是生命活动的基本特征。（2）DNA多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系（3）DNA和蛋白质的特异性DNA和蛋白质均存在物种特异性，其中DNA起决定作用，因此可从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供证据。3.有关计算（1）蛋白质中的肽键数=缩合产生的水分子数=水解所需水分子数=氨基酸个数-肽链数。（2）蛋白质的相对分子质量=氨基酸分子个数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱去的水分子数。（3）DNA的相对分子质量=脱氧核苷酸数×脱氧核苷酸平均相对分子质量-（脱氧核苷酸数-2）×18。（4）RNA的相对分子质量=核糖核苷酸数×核糖核苷酸平均相对分子质量-（核糖核苷酸数-1）×18。（5）氨基酸与相应核酸的碱基（核苷酸）数目的对应关系：DNA（基因）——→mRNA——→蛋白质脱氧核苷酸∶核糖核苷酸∶氨基酸6∶3∶1转录翻译特别提醒①若由氨基酸脱水缩合形成环状肽，其肽键数=缩合产生的水分子数=水解所需水分子数=氨基酸个数。②环状DNA分子，如质粒，其相对分子质量=脱氧核苷酸数×脱氧核苷酸平均相对分子质量-脱氧核苷酸数×18。某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子量约为（）A.-6b+18nB.-6bC.×18D.-×18ab23)31(nb)31(nbab31ab31解析控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质由个氨基酸缩合而成；氨基酸的平均相对分子质量为a，则个氨基酸的总相对分子质量为ab；又知该蛋白质由n条肽链组成，则缩合过程中共脱去水分子（-n），相对分子质量减少（-n）×18。即该蛋白质相对分子质量为：ab-（-n）×18。答案D3b3b313b3b31（09·福建理综）下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是（）A.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变B.RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息C.DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性D.胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输解析蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其空间结构被破坏，则功能一定会发生改变，A选项错误；组成DNA的脱氧核苷酸因碱基（A、T、C、G）的不同而分为4种，其脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，组成RNA的核糖核苷酸也因碱基（A、U、C、G）的不同分为4种，其排列顺序也贮存着遗传信息，B选项正确；不同的DNA有特定的碱基排列顺序即DNA分子具有特异性，C选项正确；胆固醇不仅是构成细胞膜的重要成分，还参与血液中脂质的运输，D选项正确。答案A考点二组成细胞的元素及其相关应用1.细胞的组成分子都是由元素构成的根据元素组成可以判断物质的种类，进而可分析代谢产物及释放能量的多少。（1）物质判断：糖类只含有C、H、O；脂质主要含有C、H、O，有的脂质除含这三种元素外还含有N和P；蛋白质都含有C、H、O、N，有的还含P、S等；核酸都含有C、H、O、N、P。（2）代谢产物分析：因为蛋白质、糖类、脂肪的组成元素都含有C、H、O，所以其彻底氧化分解的产物中都有CO2和H2O；因为蛋白质中还含有N，所以其氧化分解的产物中有含氮化合物（如尿素）。（3）氧化释能：脂肪中氧的含量远远少于等质量的糖类，而氢的含量多于糖类，因此，等质量的脂肪和糖类彻底氧化分解时，脂肪消耗的氧气多，产生的水多，同时释放的能量也多。2.联系生态循环知识，理解生物与环境的统一性（1）组成细胞的元素全部来自无机环境，这体现了生物界与非生物界的统一性。（2）生物直接或间接获得无机环境中元素的途径3.放射性同位素标记法可有以下几方面的应用（1）示踪光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向。（2）示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径。（3）在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质。（4）证明DNA分子的半保留复制方式。（5）用于基因诊断和DNA分子杂交。根据下表分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法错误的是（）A.同质量下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多B.脂肪中H的比例是12%C.XYD.脂肪中H的比例较高，所以释放能量较多物质各元素比例氧化分解时CO耗氧量释放能量产生的水脂肪75%13%较多较多X糖类44%50%较少较少Y解析从表中信息可计算出脂肪中氢的含量1-（75%+13%）=12%，糖类中氢的含量1-（44%+50%）=6%，耗氧量与氢含量成正比，氢含量高耗氧多，产生水多，同时释放能量也多。答案C下列关于构成生物体的元素的叙述中，正确的是（）A.生物群落中，碳是以CO2的形式在生产者、消费者和分解者之间传递的B.O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自H2OC.Mg是植物必需的微量元素，因为合成叶绿素时需要Mg做原料D.C是生命的核心元素，组成生物的大分子都是以碳链为骨架的解析A错误，生物群落中，碳在生产者、消费者和分解者之间通过有机物的形式传递；B错误，光合作用中，原料H2O中的氧全部变为O2，不参与有机物的合成；C错误，Mg是必需的大量元素；D正确，多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位（即单体）都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，再由许多单体连接成多聚体，即生物大分子。答案D考点三有关生物体内水分的总结1.水的代谢与调节2.水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。3.结合水与自由水的相互转变自由水结合水温度降低温度升高下列有关人体内水的叙述中，错误的是（）A.人体细胞有氧呼吸过程中既有水的参与，也有水的产生B.当人体缺水时，血浆的渗透压会升高，在下丘脑形成渴觉C.在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生D.人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢解析有氧呼吸第二阶段需要水的参与，第三阶段有水的产生；下丘脑是调节人体内水平衡的中枢，但渴觉的形成在大脑皮层；胰岛素属于蛋白质，在氨基酸经脱水缩合作用生成多肽的过程中有水的产生；衰老细胞最大特点是代谢缓慢，其细胞内自由水含量相对较少。答案B（09·黄冈模拟）下列与水有关的叙述中，正确的是（）A.细胞有氧呼吸过程的第三个阶段，既有水的生成，又有水的分解B.由于人体对花粉过敏，使血管壁通透性降低，水分大量积累在细胞间隙，导致组织水肿C.苹果树不宜在热带地区栽种的主要限制因素是水D.如果白天用含18O的水浇花草，周围空气中的H2O、O2和CO2中都可能检测出18O解析有氧呼吸第三阶段为［H］+O2→H2O，无水的分解。花粉过敏，血管壁通透性增加。限制苹果在热带生长的因素是温度。答案D例1用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下：多肽化合物①②③④⑤⑥名称催产素牛加压素血管舒张素平滑肌舒张素猪促黑色素细胞激素人促黑色素细胞激素氨基酸数目9个9个9个10个13个22个据表格分析，可以归纳以下几点结论，其中正确的是()（1）表中①②③的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用不同（2）表中③与④或⑤与⑥虽然功能相似，但各具专一性（3）这六种多肽类化合物中，每种都至少含有一个氨基和一个羧基（4）⑥中常见的氨基酸最多22种，控制⑥合成的mRNA中至少有22个密码子。（5）假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均分子质量均为m，则⑤的相对分子质量比④的相对分子质量多（3m-18×3）A.（1）（2）（3）（5）B.（3）（4）（5）C.（1）（2）（5）D.（2）（5）解析本题综合考查了蛋白质的有关知识。氨基酸的种类、数目和排列顺序决定了肽类化合物的结构，进而决定了它们的功能。③与④、⑤与⑥功能相似，但由于作用的对象不同，因而各具专一性。每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基。构成蛋白质的氨基酸有20种，每个氨基酸对应一个密码子，所以⑥中氨基酸最多20种，控制⑥合成的mRNA中至少有22个密码子。⑤的相对分子质量为［13m-(13-1)×18］，④的相对分子质量［10m-(10-1)×18］，故⑤的相对分子质量比④的相对分子质量多［13m-(13-1)×18］-［10m-(10-1)×18］=(3m-18×3)。答案A得分策略找准错因是得分的关键环节。错因1：不能正确理解氨基酸与蛋白质结构的关系而漏选（3），从而易错选C；错因2：不能理清蛋白质合成过程中的相互关系而出现计算性错误。例2（09·潍坊质检）下图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及相互关系图，请据图回答：（1）请在图中横线上写出两种重要有机物A和E的元素组成。（2）D为，它彻底水解的产物是、、。（3）E具有多样性，其原因是：从b分析是由于，从A分析是由于。（4）④反应过程为，若b的平均相对分子质量为r，通过④反应过程形成m条肽链，经盘曲折叠构成相对分子质量为e的E，则E分子中肽键的数目是。（5）染色体是的主要载体，它主要分布在细胞核中，用染色剂将口腔上皮细胞染色，可在显微镜下观察到细胞核呈绿色。解析从染色体的组成和图示物质关系上分析，A是DNA，E是蛋白质。相应a、b分别表示脱氧核苷酸和氨基酸，②③分别表示转录和翻译过程。D表示mRNA，B表示多肽。（1）组成DNA的元素有C、H、O、N、P，组成蛋白质的元素有C、H、O、N等。（2）RNA彻底水解，可得到磷酸