第2课时 蛋白质和核酸的结构和功能
1．说出蛋白质的元素组成，说明氨基酸的结构特点。
2．简述氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程。
3．简述蛋白质的结构和功能，认同蛋白质的结构和功能的关系。
4．关注蛋白质研究的新进展。
5．说出核酸的元素组成，说明核酸的基本结构和种类。
6．认同核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。
1．蛋白质的结构和功能
（1）组成元素：C、H、O、N，大多数蛋白质还含有S。
（2）基本单位：氨基酸。
①通式：
②共性：都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连，而且这个碳原子还分别与一个氢原子，一个可变的R基连接。
③种类：由R基决定。
④连接：肽键。
（3）结构：由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键连接成肽链，一条或多条肽链通过一定的化学键连接成蛋白质。
（4）特点：由于组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及构成蛋白质的多肽链的数目和空间结构差异，蛋白质分子具有多样性。
（5）功能：催化、运输、运动、结构、防御和调控等。
什么是必需氨基酸？人体内必需氨基酸有哪几种？什么是非必需氨基酸？
提示：必需氨基酸是人和动物自身不能合成，必须由食物供给的氨基酸。对成人来讲必需氨基酸共有8种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。对婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。人或动物机体能自身合成，不需通过食物补充的氨基酸是非必需氨基酸，共12种。
2．核酸的结构和功能
（1）组成元素：C、H、O、N、P。
（2）种类：核酸可以分为核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，它们的基本结构单位都是核苷酸。
（3）功能：储存遗传信息，控制蛋白质合成。
核酸和蛋白质是什么关系？
提示：核酸指导和控制、参与蛋白质的合成。
3．蛋白质的鉴定
（1）实验原理：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。
（2）实验步骤：取2支洁净的试管，编号为A、B→向A、B 两管中分别加入等量的蛋清稀释液→向A管中先加入2 mL的NaOH溶液→再向A管中加入3～4滴CuSO4溶液→观察A、B两管颜色变化。
（3）实验结果：A管出现紫色，B管未出现紫色。
知识点一 蛋白质的结构和有关蛋白质的计算
1．蛋白质的结构
（1）氨基酸
①每个氨基酸分子都具有中心碳原子，至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。注意理解“至少”的含义，比如当R基含有氨基、羧基时，这个氨基酸分子就不仅仅含有一个氨基或羧基了，同时还要注意氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基直接连在同一个碳原子上。
②不同的氨基酸分子具有不同的R基，细胞内构成蛋白质的氨基酸大约有20种，在结构上的主要区别就是R基结构的不同。
（2）二肽
①由两个氨基酸分子脱水缩合而成，失去的水分子中的氢分别来自氨基和羧基。
②二肽化合物中，连接两个氨基酸分子的那个化学键（—CO—NH—）叫肽键。
（3）多肽
①由多氨基酸分子脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，因其呈链状，也称肽链。
②注意区分肽、肽键和肽链：肽键是肽的连接结构，而肽链表示肽的结构组成。
2．有关蛋白质的计算
（1）氨基酸数与肽键数（或脱水数）的关系
①假如a个氨基酸缩合，形成只有一条肽链的蛋白质，则其在形成过程中的脱水数＝形成的肽键数＝（a－1）个；因为氨基酸缩合过程中，每形成一个肽键（—CO—NH—）就失去一分子水。
②在由a个氨基酸缩合，含有两条肽链的蛋白质分子中，该蛋白质分子中的肽键数目为（a－2），以此类推：假如a个氨基酸缩合形成含有b条肽链的蛋白质分子，那么该蛋白质分子在形成过程中的脱水数＝该蛋白质分子中所含有的肽键数＝（a－b）个。
（2）肽链数与游离的氨基或羧基数的关系
①由于每条肽链都至少含有一个游离的氨基（—NH2）及一个游离的羧基（—COOH）（R基中也有可能含有氨基和羧基，在此不算在内，故称之为至少），所以，蛋白质分子中至少含游离的氨基（—NH2）数＝该蛋白质分子中至少含游离的羧基（—COOH）数＝该蛋白质分子中的肽链数（b）。
②由于组成多肽的各氨基酸的侧链R基上可能含有氨基或羧基（或两者都含有），若不考虑其参与形成化学键，则蛋白质分子中全部游离的氨基（—NH2）数＝肽链数（b）＋各氨基酸的R基上的氨基（—NH2）数；蛋白质分子中全部游离的羧基（—COOH）数＝肽链数（b）＋各氨基酸的R基上的羧基（—COOH）数。
（3）蛋白质的相对分子质量
a个氨基酸形成b条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为x，那么形成的蛋白质的相对分子质量（y）为：y＝a·x－（a－b）·18〔其中（a－b）为脱水数，18为水的相对分子质量〕。
【例1】 已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。图1为某蛋白质的肽链结构示意图（其中数字为氨基酸序号），图2为部分肽链放大示意图，请据图判断下列叙述中正确的是（ ）
A．图1所示的蛋白质的相对分子质量为13 652
B．图2中含有的R基是①②④⑥⑧，肽键有③⑤⑦三个
C．从图2可推知该肽链至少含有两个游离的羧基和两个游离的氨基
D．高温使蛋白质变性，主要是因为破坏了“—S—S—”和③⑤⑦等结构
解析：①不属于R基；图2中已含有两个游离的羧基，⑥⑧位置上各有一个游离的羧基，所以该肽链至少有三个游离的羧基；高温能使维持蛋白质空间结构的氢键、二硫键断裂，但不会使肽键断裂。
答案：A
“—S—S—”形成时，也要脱去2个氢；高温破坏的是蛋白质的空间结构，不会使肽键断裂。
【例2】 某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是（ ）
A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m
解析：两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原子，n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，所以应至少含有氧原子个数为n－m＋2m＝n＋m。
答案：C
脱去水分子数目的计算，与计算的肽键、脱去水分子的数目计算类似，关键是找出改变的原因，然后根据相关情况进行计算。
知识点二 斐林试剂与双缩脲试剂的比较
试剂名称 斐林试剂 双缩脲试剂
鉴定成分 还原性糖 蛋白质
鉴定原理 还原性糖中的醛基（—CHO）在加热条件下能将Cu（OH）2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀 双缩脲在碱性溶液中能与Cu2＋结合生成紫色络合物，蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键
试剂浓度 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液
使用方法 两种溶液混合均匀后，再加入样液 先加入NaOH溶液形成碱性环境后，再加CuSO4溶液
使用条件 加热 不加热
【例3】 （2012·江苏淮安高一期中检测）对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是（ ）
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① DNA 甲基绿 绿色
② 脂肪 苏丹Ⅲ 红色
③ 淀粉 斐林试剂 砖红色
④ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
A.①③ B．②③ C．①④ D．②④
解析：脂肪用苏丹Ⅲ鉴定应该为橘黄色，也可以利用苏丹Ⅳ鉴定，呈现红色；淀粉应该用碘液鉴定，现象是蓝色。
答案：C
几大物质的鉴定试剂、现象、鉴定条件，及试剂的正确使用等要一一明辨。
知识点三 核酸的结构和功能
1．元素组成
核酸由C、H、O、N、P 5种元素组成。
（1）相对分子质量很大，大约是几十万到几百万。
（2）核苷酸是核酸的基本组成单位，即组成核酸分子的单体。
2．核苷酸
（1）组成：一个核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。如右图所示。
（2）种类：根据五碳糖的不同，可分为两类——脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）和核糖核苷酸。
脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
3．核酸的结构层次
4．核酸的形成
（1）每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。
（2）绝大多数DNA由两条脱氧核苷酸链构成。
（3）RNA由一条核糖核苷酸链构成。
两种核酸的比较
类型 核酸
DNA RNA
基本单位 核苷酸（8种）
脱氧核糖核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种）
化学组成 碱基 A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）
T（胸腺嘧啶） U（尿嘧啶）
五碳糖 脱氧核糖 核糖
磷酸 磷酸
分布 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 细胞质（主要）、细胞核、线粒体、叶绿体
5．核酸的功能
储存遗传信息，控制蛋白质的合成。
生物的遗传物质比较
生物类别 核酸 遗传物质 说明 举例
原核生物和真核生物 含有DNA和RNA两种核酸 DNA RNA不是遗传物质，但RNA在遗传信息的传递和表达上起着重要的作用 细菌、人等
病毒 只含有DNA DNA 常见的病毒体内只含有DNA或RNA 大多数噬菌体
只含有RNA RNA 烟草花叶病毒
在生物界中，还有一类特殊的生命体，就是朊病毒，它是引起疯牛病的病原体。20世纪60年代，英国生物学家用紫外线等手段破坏患有羊瘙痒症的羊的组织中的核酸后，再将抽提物注射到健康的羊的脑中，仍然有感染力。于是她提出：羊瘙痒症的感染因子可能不含核酸。后来，经科学家反复研究证实，朊病毒不含核酸，它的遗传物质只能是蛋白质。
【例4】 （2012·江苏扬州高三模拟）生物体的生命活动都有共同的物质基础，图示中a、b为有机小分子物质，甲、乙、丙代表有机大分子物质。已知核糖体是由RNA和蛋白质构成的，则相关叙述正确的是（ ）
A．在人体细胞内，a共有5种
B．b在细胞核中经缩合反应合成丙
C．连接两个b之间的化学键是肽键
D．在某人的神经细胞和肝细胞中，甲一般不同，丙一般相同
解析：图中a为核苷酸，b为氨基酸，甲为DNA，乙为RNA，丙为蛋白质；b形成丙应在细胞质的核糖体中进行；同一生物不同细胞中DNA一般相同，而蛋白质一般不同；人体细胞中核苷酸应为8种。
答案：C
人体细胞内核酸有2种，核苷酸有8种。蛋白质的合成场所是核糖体。
1．（2012·江苏盐城中学期中测试）一般情况下，活细胞中含量最多的有机化合物是（ ）
A．蛋白质 B．糖类 C．脂质 D．核酸
解析：任何一个活细胞内，含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，而水是无机化合物，蛋白质是有机化合物。
答案：A
2．“非典”的病原体SARS病毒的遗传物质是RNA，如果SARS病毒的组成物质在某些酶的作用下彻底水解，可以得到的水解产物主要有（ ）
A．碱基、脱氧核糖、磷酸、氨基酸
B．碱基、核糖、磷酸、葡萄糖
C．碱基、葡萄糖、磷酸、甘油、脂肪酸
D．碱基、核糖、磷酸、氨基酸
解析：SARS病毒的主要成分是蛋白质和RNA，所以在某些酶的作用下彻底水解的产物是氨基酸、碱基、核糖、磷酸。
答案：D
3．在洋葱根尖细胞中，组成核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种？（ ）
A．5、2、8 B．4、2、2 C．5、2、2 D．4、4、8
解析：洋葱根尖细胞中，既有DNA，又有RNA，所以组成核酸的碱基、五碳糖、核苷酸分别有5、2、8种。
答案：A
4．下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是（ ）
A．蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关
B．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质为蛋白质
C．不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性
D．蛋白质空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，但这种改变一般是可逆的
解析：蛋白质多样性与肽链空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关，所以不选A。
含有C、H、O、N等元素的化合物较多，不一定是蛋白质。如氨基酸等，所以不选B。
蛋白质分子中的肽键都是—CO—NH—，组成元素都是C、H、O、N四种，无差异性。
蛋白质的空间结构是决定蛋白质性质的因素之一，过酸、过碱或高温都会使蛋白质的空间结构发生改变，这种改变往往是不可逆的，如酶的活性在高温下失活后即使再降低温度也不会恢复。
答案：C
5．（2012·江苏淮安范集中学期末）请根据下列化合物的结构式分析回答问题。
（1）该化合物由______个氨基酸组成，它们的R基序号依次是________。
（2）该化合物中属于肽键的序号是________，此化合物称为________。
（3）该化合物形成后比原来的氨基酸的相对分子质量总和减少了______。
答案：（1）4 ②④⑥⑧ （2）③⑤⑦ 四肽（多肽） （3）54第二课时 蛋白质的结构和功能
问题导学
一、氨基酸的结构及氨基酸的脱水缩合过程
活动与探究1
1．结合氨基酸的结构通式，试想—COOH和—NH2可能存在的位置。现有n个氨基酸，试问这n个氨基酸中至少含有几个—NH2和—COOH
2．氨基酸的缩合发生在各个氨基酸的哪些部位？
3．两个氨基酸缩合之后生成的化合物叫什么？三个氨基酸缩合生成的化合物叫什么？氨基酸数与名称有什么关系？
4．两个氨基酸缩合脱去多少分子水？形成的肽键有多少个？如果是三个氨基酸缩合呢？一条肽链中的肽键数、失去的水分子数与氨基酸数有什么关系？
5．如果n个氨基酸形成m条肽链，请归纳出计算失去的水分子数和形成的肽键数的公式。
6．用示意图表示氨基酸形成肽链的过程。
迁移与应用1
将下列物质中能构成蛋白质的氨基酸脱水缩合成直链状肽类化合物，则该多肽含有的羧基、氨基和肽键数依次是（ ）。
A．6,7,6 B．5,6,4 C．2,2,4 D．3,3,5
1．数量关系汇总表
2.一肽链中氮原子数＝氨基酸数目＋R基中的氨基数；肽链中氧原子数＝氨基酸数目＋1＋R基中的氧原子数。
3．解答肽链图题的方法
（1）要先找出肽键，以确定氨基酸的数量。
（2）找出R基。如果多肽链较长，要抓住“”这一主线，排除其他化学符号的干扰，与相连的C原子上所连的必为R基（另一个是H）。注意有时同一肽链中具有相同的R基，因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。
二、蛋白质结构和功能的多样性
活动与探究2
1．请细化从元素到蛋白质分子的各级构成（用字母、文字和箭头的形式表示）。
2．多肽链是不是蛋白质？多肽链与蛋白质有怎样的关系？
3．蛋白质结构的多样性体现在哪些方面？举例说明蛋白质的功能。
迁移与应用2
决定蛋白质的分子结构的多样性的原因不包括（ ）。
A．氨基酸种类和数量 B．氨基酸排列顺序
C．肽链的空间结构 D．肽键的结构
1．图示蛋白质结构多样性的原因
（1）氨基酸的种类不同，构成的肽链不同（如下图）。
—□—□—□—□—□—□—
—○—○—○—○—○—○—
（2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同（如下图）。
—□—□—□—□—□—
—□—□—□—□—
（3）氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同（如下图）。
—□—○—○—□—○—
—○—□—○—□—○—
（4）肽链数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同（如下图）。
2．蛋白质与多肽的区别与联系
蛋白质 多肽
有无空间结构 有 无
多样性原因 四个方面 只有三个方面，无空间结构差异
联系 蛋白质可由一条或几条肽链形成
提醒 翻译的直接产物——多肽，不叫蛋白质，必须经内质网和高尔基体再加工后，形成一定的空间结构才叫蛋白质
三、蛋白质的鉴定
活动与探究3
1．比较斐林试剂和双缩脲试剂的不同点，完成下表。
2.用斐林试剂鉴定还原性糖时，要将甲、乙两液等量混合，振荡均匀再使用，但在使用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，要先加入试剂A，后加入试剂B。你知道使用方法不同的原因吗？
迁移与应用3
鉴定蛋白质时，加双缩脲试剂的正确做法是（ ）。
A．先加NaOH溶液，混合后再加CuSO4溶液摇匀观察
B．先加CuSO4溶液，混合后再加NaOH溶液摇匀观察
C．NaOH溶液、CuSO4溶液先混合后加入，摇匀后观察
D．NaOH溶液、CuSO4溶液同时加入，摇匀后观察
1．蛋白质鉴定实验的注意事项
（1）CuSO4溶液加3～4滴而不能过量，否则硫酸铜在碱性环境中生成大量蓝色的Cu（OH）2沉淀，会掩盖所产生的紫色。
（2）做实验前要预留组织样液便于对照。
（3）若用鸡卵清蛋白做实验必须稀释。目的是防止实验后黏在试管上，不易洗刷。
2．斐林试剂和双缩脲试剂的区别
（1）所用CuSO4的质量浓度有所不同。
（2）颜色反应的实质不同。
（3）两种原液的使用方法不同。
（4）需提供的条件不同（斐林试剂需要水浴加热，而双缩脲试剂不需要水浴加热）。
答案：
活动与探究1：
1．提示：（1）—COOH和—NH2连接在同一个碳原子上；生物体内—COOH和—NH2还有可能存在于R基中。
（2）一个氨基酸至少含有一个—NH2和一个—COOH，则n个氨基酸中，至少含有n个—NH2和n个—COOH。
2．提示：一个氨基酸的羧基（—COOH）脱去—OH，另一个氨基酸的氨基（—NH2）脱去—H，并相连接，脱去的—OH和—H结合生成一分子水。
3．提示：分别是二肽和三肽。n个氨基酸缩合成n肽。
4．提示：两个氨基酸缩合脱去一分子水，形成一个肽键，如果是三个氨基酸缩合则脱去两分子水，形成两个肽键。一条肽链中缩合形成的肽键数等于失去的水分子数，比氨基酸数目少一个。
5．提示：设第1条肽链中有氨基酸n1个，失水数为n1－1个；第2条肽链中有氨基酸n2个，失水数为n2－1个；……第m条肽链中有氨基酸nm个，失水数为nm－1个。则m条肽链中总的失水数为n1－1＋n2－1＋……＋nm－1，即（n1＋n2＋……＋nm）－1·m＝n－m。故n个氨基酸分子缩合形成m条肽链时，失去n－m个水分子，因为失水数等于形成的肽键数，所以形成n－m个肽键。
6．提示：氨基酸缩合形成肽链的示意图如下：
迁移与应用1：C 解析：由于②不含—COOH，所以②不是氨基酸，则能构成蛋白质的氨基酸有①③④⑤⑥，经脱水缩合后形成五肽，一条肽链至少含一个氨基和一个羧基，因为⑤号氨基酸的R基中有1个氨基，⑥号氨基酸的R基中有1个羧基，所以羧基和氨基的数目都是2个，肽键数＝氨基酸数目－肽链数目＝5－1＝4。
活动与探究2：
1．提示：C、H、O、N（P、S）→氨基酸→多肽→蛋白质。
2．提示：多肽链不是蛋白质。多肽链进行盘曲折叠，从而具有一定的空间结构，才形成具有一定功能的蛋白质。
3．提示：蛋白质结构的多样性体现在以下四个方面：组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序变化多端以及肽链的数目和空间结构也不同。蛋白质的种类不同，功能也不尽相同，功能有：构成细胞和生物体的重要物质——结构蛋白（如肌肉、头发）、催化作用（如酶）、调节作用（如胰岛素）、运输作用（如血红蛋白）、免疫作用（如抗体）等。
迁移与应用2：D 解析：任何蛋白质中的肽键结构都是一样的，均为“”。
活动与探究3：
1．混合均匀 A液 B液 砖红色 紫色反应 还原性糖 蛋白质
2．提示：用斐林试剂鉴定还原性糖，是利用还原性糖可与Cu（OH）2反应发生颜色变化，所以要混合均匀制成Cu（OH）2后再使用；而使用双缩脲试剂鉴定蛋白质，利用的是在碱性环境中，蛋白质与Cu2＋发生颜色反应，所以要先加入试剂A，后加入试剂B。
迁移与应用3：A 解析：双缩脲试剂由0.1 g/mL NaOH溶液和0.01 g/mL CuSO4溶液组成。在加有2 mL蛋白质溶液的试管中，先加2 mL NaOH溶液，混合后形成碱性环境，再加3～4滴CuSO4溶液摇匀后，可观察到紫色反应。
当堂检测
1．下列4种化合物中，能参与构成蛋白质的是（ ）。
B．NH2—CH2—CH2—COOH
C．CH3—CH2—COOH
D．CH3—CH2—CH2—NH3
2．“泛素”是一种由76个氨基酸组成的一条直链多肽，每合成1个“泛素”分子生成多少个水分子？（ ）
A．76 B．75 C．74 D．无法计算
3．同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，精氨酸易溶于水，这种差异的产生，取决于（ ）。
A．两者R基的不同 B．两者的结构完全不同
C．酪氨酸的氨基多 D．精氨酸的羧基多
4．已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子质量最接近于（ ）。
A．12 800 B．12 544 C．11 036 D．12 288
5．猪笼草以其分泌物消化所捕食的昆虫，欲鉴定其分泌物是否含有蛋白质，所选用的试剂和控制条件分别是（ ）。
A．斐林试剂、水浴加热 B．斐林试剂、用显微镜观察
C．双缩脲试剂、用显微镜观察 D．双缩脲试剂、不需加热处理
答案：
1．A 解析：能参与构成蛋白质的化合物是氨基酸；至少具有一个氨基和一个羧基且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
2．B 解析：“泛素”是一种由76个氨基酸组成的一条直链多肽，故肽键数目为76－1＝75（个），而每形成一个肽键脱去一分子水，所以，每合成1个“泛素”分子生成75个水分子。
3．A 解析：不同的氨基酸R基不同，R基决定氨基酸的种类和性质。
4．C 解析：蛋白质的肽键数＝蛋白质中的氨基酸数－蛋白质中的肽链数，可以推出该蛋白质由100个氨基酸缩合而成。此蛋白质在形成过程中，失去的水分子数＝形成的肽键数＝98。氨基酸的平均相对分子质量为128，水的相对分子质量为18。因此，此蛋白质的相对分子质量＝128×100－18×98＝11 036。
5．D 解析：蛋白质的鉴定需用双缩脲试剂，鉴定过程不需加热、用显微镜观察等特殊的条件。
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第二节 细胞中的生物大分子
第一课时 生物大分子的基本骨架、糖类和脂质的种类和功能
问题导学
一、糖的种类与功能
活动与探究1
填写表格内容
种类 划分依据 分布 主要生理功能
单糖 核糖 不能被____ ______细胞 组成核酸的物质
________
葡萄糖 维持生命活动的主要________
____ ____细胞
半乳糖 动植物细胞 组成其他复杂化合物的物质
二糖 蔗糖 水解后形成____分子单糖 ____细胞 能水解成______而供能
麦芽糖
____ ____细胞
多糖 淀粉 水解后能够形成许多____ ____细胞 植物细胞中的重要________
纤维素 植物______的重要组成成分
____ ____细胞 动物细胞中的重要________
1.所有的糖都能为生物体的生命活动提供能量吗？请举例说明。
2．糖尿病病人的饮食受到严格限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取，试分析其原因。
3．葡萄糖常被形容为“生命的燃料”，请结合生活实例思考其原因。
4．完成教材“边做边学”中鉴定淀粉实验，思考在蔗糖和淀粉溶液中分别滴加碘液后会出现什么情况？说明了什么？
5．完成教材“边做边学”中鉴定还原性糖实验，讨论如何鉴别果实中是否含有还原性糖？
迁移与应用1
下列关于糖类的生理作用的叙述，不正确的是（ ）。
A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分
B．葡萄糖是细胞的重要能源物质
C．纤维素是高等植物细胞壁的主要成分
D．糖原是植物细胞中重要的储存能量的物质
1．“鉴定生物组织中的糖类”实验的几个注意事项
（1）实验选材的原则
应含有较多的需要鉴定的还原性糖且材料本身不可有太深的颜色，因为颜色太深会遮蔽鉴定反应的结果。
（2）对实验原理的理解
①鉴定的原理是颜色反应即通过观察加入鉴定试剂后的颜色变化来确定生物材料中是否有所假设的糖的存在。
②斐林试剂是鉴定还原性糖的试剂，由质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量分数为0.05 g/mL的CuSO4溶液混合配制而成，真正参与鉴定反应的物质是Cu（OH）2。Cu（OH）2具有氧化性，可与具有还原性的糖反应生成砖红色的沉淀Cu2O。
2．糖类的特点
（1）单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖等都是还原性糖，多糖不具有还原性。
（2）并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素等不参与氧化分解供给能量。
（3）糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的两倍多。
二、脂质的种类和功能
活动与探究2
1．请填写表格内容
种类 分布 生理功能
脂肪 某些植物的种子、果实及动物体的脂肪组织中 ________、氧化分解释放能量；维持____；缓冲减压，保护内脏器官
类脂（磷脂） 在动物大脑、卵、大豆中____的含量较多 构成______的重要物质
固醇类 ______ 维生素D在动物卵黄中含量较多；人的皮肤表皮细胞中有胆固醇，在日光照射下，能转变成维生素D；性激素包括雌激素和雄激素 动物细胞的重要成分，代谢失调会引起心血管等方面的疾病
性激素 促进________的发育和________的形成，激发并维持动物的第二性征
维生素D 促进人体对____、____的吸收和利用
2．熊在入冬前要吃大量的食物，熊冬眠时靠体内的什么物质提供能量，维持基本的生命活动？
3．请分析教材中课题研究“洋葱根尖细胞中含有脂肪吗？”，思考以下问题。
（1）在实验材料准备上应注意哪些方面？
（2）在洗去浮色时，为什么先用体积分数为50%的乙醇溶液再用蒸馏水？
（3）在操作过程中，需要加热吗？试分析原因。
（4）橘黄色的油滴能用肉眼直接观察到吗？
迁移与应用2
脂质中的各种类型在细胞中具有独特的生物学功能。下面各项属于磷脂的生物学功能的是（ ）。
①生物膜的成分 ②贮存能量 ③具有保护作用 ④能量的运输形式 ⑤具有生物活性，对生命活动起调节作用
A．①③ B．②⑤ C．① D．②④
1．实验原理：鉴定生物组织中是否含有脂肪时，可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液。
（1）苏丹Ⅲ染液＋脂肪→脂肪被染成橘黄色。
（2）苏丹Ⅳ染液＋脂肪→脂肪被染成红色。
2．实验过程（示例）
注：“观察洋葱根尖细胞中是否含有脂肪”的实验步骤和“观察花生种子中是否含有脂肪”的实验步骤相同。
答案：
活动与探究1：
脱氧核糖 水解 动植物 能量来源 果糖 植物 乳糖 两 植物 动物 葡萄糖 糖原 单糖 植物 储能物质 细胞壁 动物 储能物质
1．提示：并非所有的糖都能为生物体的生命活动提供能量，例如单糖中的核糖与脱氧核糖是组成核酸的成分，而核酸是生物的遗传物质；多糖中的纤维素是组成植物细胞壁的重要成分。核糖、脱氧核糖、纤维素均不能为生物体的生命活动提供能量。
2．提示：米饭和馒头等主食的主要成分为淀粉，淀粉是一种多糖，消化水解后生成的是葡萄糖。
3．提示：葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。如人在患急性肠炎时，往往采取静脉输液治疗，输液的成分就含有葡萄糖。
4．提示：在蔗糖和淀粉溶液中分别滴加碘液后，蔗糖溶液无变化，淀粉溶液变成蓝色，说明淀粉遇碘液能变蓝。
5．提示：（1）将果实切碎，加适量水研磨，过滤后得滤液。
（2）取滤液3 mL加入试管中，向试管中加入2 mL新配制的斐林试剂。
（3）对试管进行隔水加热2 min，观察试管中颜色变化。
迁移与应用1：D 解析：糖原分布在动物细胞特别是肝细胞与肌细胞中，具有储存能量的作用。植物细胞中类似糖原结构与功能的物质是淀粉。
活动与探究2：
1．储存能量 体温 磷脂 生物膜 胆固醇 生殖器官 生殖细胞 钙 磷
2．提示：熊在冬眠前大量取食获得的营养，有相当多的部分转化为脂肪储存，既可御寒，也可供给冬眠中熊的生命活动所需的能量。
3．（1）提示：实验材料最好选择富含脂肪的种子，如花生种子（取其子叶）。供实验用的花生种子，必须提前浸泡3～4 h。浸泡时间短了，不容易切成片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
（2）提示：洗去浮色主要是为了洗去被染玻片标本上的苏丹Ⅲ染液浮色，而染液不溶于蒸馏水易溶于乙醇，所以常常先用体积分数为50%的乙醇溶液，再用蒸馏水，但要注意用乙醇洗浮色的时间不要过长，以防止脂肪被溶解。
（3）提示：不需要，因为苏丹Ⅲ染液与脂肪不需加热就可反应。
（4）提示：不能，需借助显微镜才能观察到。
迁移与应用2：A 解析：磷脂是构成生物膜的基本支架，是生物膜的主要组成成分之一。脂肪是细胞代谢所需能量的贮存形式和运输形式。固醇类物质的生物学功能是对生命活动起调节作用。
当堂检测
1．关于碳原子的叙述正确的是（ ）。
A．碳原子的4个价电子只能与H、O、N及S结合
B．碳与碳之间不可能形成共价键
C．所有的碳链都是直的
D．种类繁多的生物大分子都是以碳链为基本骨架
2．一位同学在早操后出现了休克现象，医生检查后，很快给他静脉注射质量分数为50%的葡萄糖溶液，其目的主要是（ ）。
A．维持细胞的渗透压 B．供给能量 C．供给全面营养 D．供给水分
3．植物细胞和动物细胞中储存能量的物质依次是（ ）。
A．纤维素和糖原 B．麦芽糖和乳糖
C．淀粉和糖原 D．葡萄糖和纤维素
4．用斐林试剂鉴定还原性糖时，溶液的颜色变化过程为（ ）。
A．浅蓝色→棕色→砖红色 B．无色→浅蓝色→棕色
C．砖红色→浅蓝色→棕色 D．棕色→绿色→无色
5．在细胞的脂质物质中，对生物体的正常代谢和生殖过程起着积极调节作用的是（ ）。
A．脂肪 B．磷脂 C．固醇 D．维生素D
答案：
1．D 解析：由于碳原子有4个价电子，可以与许多原子结合，但主要是与H、O、N及S结合，也可以与其他碳原子形成共价键。不同数量的碳原子和其他一些原子一起构成不同长度的碳链，它们可以是直链，也可以结合成环状或分支状。
2．B 解析：休克是由血糖偏低导致血液为脑细胞供能不足造成的，因此向休克患者静脉注射质量分数为50%的葡萄糖溶液的目的主要是为脑细胞提供能量。
3．C 解析：在植物细胞中储存能量的物质是淀粉，在动物细胞中储存能量的物质是糖原。纤维素是结构多糖，是植物细胞壁的主要组成成分，葡萄糖、麦芽糖、乳糖都是能源物质，但不是储能物质。
4．A 解析：斐林试剂中的氢氧化铜呈浅蓝色，隔水加热后，生成了棕色的不稳定的中间产物氢氧化亚铜，最后转变为砖红色的氧化亚铜沉淀。
5．C 解析：脂肪是生物体的主要储能物质，磷脂是细胞膜等生物膜的组成物质，固醇对维持生物体的正常代谢和生殖过程起着积极的调节作用，维生素D属于固醇。
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第二节 细胞中的生物大分子
第1课时 生物大分子的基本骨架、糖类和脂质的种类和功能
1．说出糖类的组成元素，说明糖类的种类。
2．认同糖类是主要的能源物质。
3．说出脂质的种类与元素组成。
4．举例说出脂质是细胞内良好的贮能物质。
5．简述鉴定还原糖、脂肪的实验原理。
6．尝试检测还原糖、脂肪的一般方法。
1．生物大分子的基本骨架
（1）碳原子的结构：一个碳原子含有6个质子、6个中子和6个电子。碳原子的4个价电子可与多种原子结合，但主要是与氢、氧、氮及硫结合，也可与其他碳原子结合。
（2）碳骨架：碳原子之间可以单键相结合，也可以双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。
2．糖类的种类和功能
（1）糖类的元素组成：糖类由C、H、O三种元素组成。
（2）糖的分类：糖类可分为单糖、二糖和多糖。
①单糖：又分五碳糖（核糖和脱氧核糖）、六碳糖（葡萄糖、果糖和半乳糖）。
②二糖：常见的是麦芽糖、蔗糖、乳糖，1分子麦芽糖水解产生2分子葡萄糖，1分子蔗糖水解产生1分子葡萄糖和1分子果糖。
③多糖：多糖属于生物大分子，一般是由许多单糖聚合形成，植物中的多糖主要是纤维素和淀粉，动物细胞中的多糖主要是糖原。
（3）糖类的功能
①是生物体维持生命活动的主要能量来源；
②是细胞和生物体重要的结构物质；
③与蛋白质等物质结合形成的复杂化合物（糖蛋白），能参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。
（4）糖的还原性
①具有还原性的糖：单糖、麦芽糖和乳糖等。
②还原性糖的特性：具有还原性，可以在加热的条件下与斐林试剂发生氧化还原反应生成砖红色沉淀。
日常生活中常见的糖有哪些？这些糖有什么共同点呢？糖都甜吗？
提示：红糖、白糖、冰糖等，红糖、白糖和冰糖的主要成分都是蔗糖，但糖不一定都甜。
3．脂质的种类和功能
（1）脂质的元素组成：脂质分子主要由C、H、O 3种元素组成。
（2）种类和功能
①类脂：类脂中的磷脂是构成生物膜的重要物质。
②脂肪：细胞代谢所需能量的主要储存形式。
③固醇类物质：如维生素D、性激素和胆固醇等，在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。
电影《功夫》中林子聪饰骨、周星驰饰星，两人身材一胖一瘦，一个耐打，一个不耐打，其诙谐的场面给观众留下了深刻的印象。骨耐受挨打的能力比星强，为什么？
提示：骨皮下脂肪层比正常人厚，有缓冲机械压力的作用。
4．边做边学——鉴定生物组织中的糖类
（1）实验原理
淀粉、蔗糖是非还原性糖，它们与斐林试剂不发生颜色反应，淀粉遇碘有蓝色反应；在淀粉酶作用下，淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖与斐林试剂在加热条件下反应，呈现砖红色的沉淀。
（2）实验步骤和现象
①鉴定淀粉
步骤 类别 A试管 B试管
1 蔗糖溶液（mL） 3 —
2 淀粉溶液（mL） — 3
3 稀碘液（滴） 2 2
4 颜色反应 不变蓝 变蓝
②鉴定还原性糖
步骤 类别 C管 D管 E管
1 蔗糖溶液（mL） 3 — —
2 淀粉溶液（mL） — 3 3
3 清水（mL） 1 1 —
4 稀释的唾液（mL） — — 1
5 保温 37 ℃恒温水浴5 min
6 斐林试剂（mL） 2 2 2
7 加热 隔水加热2 min
8 颜色反应 无颜色变化 无颜色变化 有砖红色沉淀生成
注意：斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液（甲液）和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液（乙液）组成，在使用时，必须先让甲液与乙液混合均匀后，然后取2 mL加入实验试管。
5．课题研究——植物细胞中含有脂肪吗？
（1）研究目的：尝试鉴定脂肪。
（2）实验原理：脂肪能被苏丹Ⅲ染成橘黄色。
（3）研究示例：鉴定花生种子中的脂肪。
①取材：花生种子（浸泡3～4小时），将子叶削成薄片。
②制片：取理想的薄片，在薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液（2～3分钟），用50%的乙醇溶液洗去浮色，制成临时装片。
③观察：在低倍镜下寻找已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察。
④结论：脂肪能被苏丹Ⅲ染成橘黄色。
知识点一 糖类的种类和功能
1．植物细胞与动物细胞内所含糖的种类和功能
种类 分子式 分布 生理功能
单糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖、果糖、半乳糖 C6H12O6 葡萄糖是细胞的主要能源物质
二糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 能水解成单糖
麦芽糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞
多糖 淀粉 （C6H10O5）n 植物细胞 储存能量的物质
纤维素 细胞壁的组成成分之一
糖原 动物细胞 储存能量的物质
植物细胞与动物细胞含有糖类的差异
（1）植物特有的糖：果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素；
（2）动物特有的糖：乳糖、糖原；
（3）动植物共有的糖：五碳糖、葡萄糖。
2．细胞中的能源物质
在细胞中，糖类、脂肪、蛋白质都是有机化合物，其中贮存有大量化学能。当其被氧化分解时，这些化学能就释放出来，供生命活动所利用。因此，它们都是能源物质。
（1）在正常情况下，糖类分解供能约占总能量的70%以上，因此糖类是生命活动的主要能源物质。
（2）脂肪分子中贮存着大量能量，是生物体的主要贮能物质。蛋白质在细胞内主要参与细胞结构的构成和代谢调节，因此是结构物质和调节物质。
（3）三大能源物质的供能顺序是：先是糖类氧化供能；当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能；蛋白质除在正常代谢中提供部分能量外，一般不供能。当需要由蛋白质大量供能时，说明生物体已病重或生命接近终结。
①能源物质的主要功能不一定是供能，如蛋白质的主要功能是参与构成细胞的结构和调节代谢。
②含有大量能量的物质并不一定是生命活动的主要供能物质，如脂肪、糖原都含有很高能量，但只有在葡萄糖供能不足时，才为生命活动供能。
【例1】 下列选项中，属于动植物细胞共有的糖类是（ ）
A．淀粉、脱氧核糖、乳糖 B．葡萄糖、淀粉、果糖
C．葡萄糖、核糖、脱氧核糖 D．麦芽糖、果糖、乳糖
解析：葡萄糖、脱氧核糖和核糖属于动植物细胞共有的糖类。乳糖为动物细胞所特有的糖类，淀粉存在于植物细胞中。
答案：C
学习过程中，我们不仅要区分植物细胞中和动物细胞中的糖类，还要清楚糖的分类，比如葡萄糖、核糖、脱氧核糖等属于植物细胞中的单糖；蔗糖、麦芽糖属于植物细胞中的二糖；淀粉、纤维素等属于植物细胞中的多糖。葡萄糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等属于动物细胞中的单糖；乳糖属于动物细胞中的二糖；糖原属于动物细胞中的多糖。
知识点二 脂质的种类和功能
种类 功能 分布
脂肪 主要的储能物质（对于高等动物和人）；保温；减少器官之间的摩擦，缓冲外界压力以保护内脏器官 大量存在于某些植物的种子、果实及动物体内的脂肪组织中
磷脂 构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分 在动物脑、卵及大豆的种子中含量较多
固醇类 胆固醇 是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输 在许多动物性食物中含量丰富
性激素 能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 动物的性腺分泌，进入血液、组织液
维生素D 能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 在动物的卵黄中含量较多；在人的表皮细胞中有胆固醇，在日光照射下，能转变成维生素D
糖类和脂肪的比较
（1）正是因为糖类和脂肪中C、H、O原子比不等，所以相同质量的糖类和脂肪彻底分解需要的氧不同，释放能量也不同。即：单位质量的脂肪与糖类相比，其所含元素氧化时的耗氧量的特点是前者含C、H多，氧化时耗氧多，产生的化学能多，生成的ATP多。
（2）并非所有的糖类、脂质都是细胞的能源物质，如核糖、脱氧核糖和纤维素、磷脂等。
【例2】 脂质不具有的生物学功能是（ ）
A．构成生物膜 B．调节生理代谢
C．储存能量 D．携带遗传信息
解析：脂质包括脂肪、类脂和固醇。类脂中的磷脂是构成生物膜的基本骨架，固醇类激素能调节生理代谢，脂肪能储存能量，而携带遗传信息是核酸的功能。
答案：D
1．（2012·江苏淮安范集中学期末）下列物质中，属于动物体内多糖的是（ ）
A．葡萄糖 B．淀粉 C．乳糖 D．糖原
解析：葡萄糖是单糖，乳糖是二糖，淀粉是植物体内的多糖，糖原是动物体内的多糖。
答案：D
2．下列动植物糖类、脂质的分类正确的是（ ）
解析：蔗糖是二糖，但不是还原糖，葡萄糖、果糖是还原糖，但不是二糖；脂肪、固醇都属于脂质，属于并列关系；固醇不属于生物大分子。
答案：A
3．肯德基所属的百胜餐饮集团2005年3月16日宣布肯德基的一些调料中发现含有苏丹红成分。苏丹红对人体有害，但可制成苏丹染液，用来鉴定一些物质。下列关于苏丹染液的说法正确的是（ ）
A．苏丹Ⅲ染液可鉴定脂肪，呈红色
B．苏丹Ⅳ染液可鉴定脂肪，呈红色
C．苏丹Ⅳ染液可鉴定葡萄糖，需水浴加热，呈砖红色沉淀
D．苏丹Ⅲ染液可鉴定蛋白质，呈橘黄色
解析：苏丹Ⅳ染液可鉴定脂肪，呈红色；苏丹Ⅲ染液可鉴定脂肪，呈橘黄色；双缩脲试剂可检测蛋白质，呈紫色；斐林试剂液可鉴定葡萄糖，需水浴加热，呈砖红色沉淀。
答案：B
4．下列有关实验及显色结果的叙述，错误的有（ ）
A．水浴加热条件下，麦芽糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀
B．水浴加热条件下，葡萄糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀
C．常温条件下，淀粉与碘液发生作用呈现紫色
D．常温条件下，脂肪与苏丹Ⅲ作用，脂肪被染成橘黄色
解析：本题考查基本实验的现象。能与斐林试剂水浴加热发生作用生成砖红色沉淀的糖是还原性糖，有果糖、麦芽糖、葡萄糖。C选项常温条件下，淀粉与碘液作用应该呈现蓝色。
答案：C
5．（2012·江苏盐城中学期中测试）植物细胞和动物细胞共有的糖类物质是（ ）
A．麦芽糖 B．纤维素 C．糖原 D．葡萄糖
解析：麦芽糖和纤维素是植物细胞特有的，糖原是动物细胞特有的。
答案：D第一节 细胞中的原子和分子
问题导学
一、组成细胞的元素的分类
活动与探究1
1．组成细胞和生物体的元素有90多种，其中20多种是生物体所必需的，请尝试对它们进行分类。
2．细胞中微量元素是否可有可无？请举例说明。
3．人体细胞中钙、钾、铁的作用是什么？植物中镁、硼的作用什么？
迁移与应用1
下列组成细胞的化学元素中，含量最多的一组是（ ）。
A．C、H、O、Fe B．H、O、P、Mn
C．C、H、O、N D．Cu、B、Zn、O
1．通过比较记忆法，分清哪些是大量元素，哪些是微量元素，并进一步细化大量元素中的元素归属。如：
2．由元素种类和含量理解生物界与无机自然界的统一性和差异性
（1）生物界与无机自然界之间的统一性
①组成生物体的化学元素均来自无机自然界。
②组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素为细胞所特有。
（2）生物界和无机自然界的差异性
①组成生物体的化学元素，在生物体内和无机自然界中含量相差很大。
②各种化学元素在生物体内不是简单的堆积、组合，而是以特殊的形式结合在一起体现出生命现象。
3．由元素种类理解不同生物间的统一性和差异性
不同生物相比，组成细胞的元素种类大体相同，但同种元素在不同生物的细胞中的含量有一定的差异。
二、组成细胞的无机物
活动与探究2
1．水分子含有哪些化学键？
2．水分子有什么化学性质？该性质有什么意义？
3．水在细胞中有哪些存在形式？各自的特点是什么？种子晒干时失去的水主要为什么水？
4．阅读教材并说出水在细胞中的功能。
5．在国际马拉松赛场上，运动员及时饮用了运动饮料，试推测饮料的主要成分除水以外，还应含有什么成分？激烈的足球比赛场上，少数运动员出现下肢肌肉抽搐现象的原因是什么？
迁移与应用2
卷柏干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是（ ）。
A．失去的是部分自由水
B．失去的是结合水
C．失去的是无机盐
D．以上都不正确
1．细胞内水的存在形式及比较
形式 自由水 结合水
定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合的水
含量 约占细胞内全部水分的95.5% 约占细胞内全部水分的4.5%
特点 流动性强、易蒸发，加压可分离，可参与物质代谢 不流动、不蒸发、不能分离，与其他物质结合
功能 ①细胞内良好的溶剂②参与生化反应③为细胞提供液体环境④运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成成分
联系 自由水和结合水在一定条件下可相互转化自由水结合水
2．水的含量特点及与代谢程度和抗逆性的关系
（1）含量特点
①细胞和生物体中含量最多的物质（如精肉中的水，沙漠植物中的水）。
②含水量：水生>陆生，幼年>成年>老年，代谢旺盛>代谢缓慢，幼嫩细胞>衰老细胞。
（2）与代谢强度的关系
①一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。
②当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分——获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。
（3）与抗逆性的关系
当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高。
3．细胞中的无机盐的生理功能
（1）复杂化合物的组成成分
（2）维持正常的生命活动，如哺乳动物血液中Ca2＋含量过低就会出现抽搐。
（3）维持酸碱平衡和渗透压平衡，如血浆中H2CO3/NaHCO3缓冲液。
答案：
活动与探究1：
1．提示：（1）按照与生命的关系，细胞和生物体内的元素可分为必需元素和非必需元素。
（2）按照含量的多少，必需元素分为大量元素和微量元素。
2．提示：不是，微量元素在细胞中含量极少，但却是生命活动必不可少的，所以不是可有可无的，如人缺铁会导致贫血。
3．提示：钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐；钾可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性；铁可构成人体红细胞中的血红蛋白。镁是植物合成叶绿素的必需元素；硼可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，缺硼会造成“花而不实”。
迁移与应用1：C 解析：在组成生物体的元素中，C、H、O、N、P、Ca等元素的质量占全部元素的98%，其中C、H、O、N四种元素的含量最多。
活动与探究2：
1．提示：水分子内部有两个共价键，位于H、O原子之间；水分子之间可以形成氢键。
2．提示：水分子具有极性，该性质使几乎所有的带有电荷或具有极性基团的分子，都能溶解在水中。
3．提示：水在细胞中有自由水和结合水两种存在形式。自由水以游离的形式存在，可自由流动，易蒸发，随发育期的不同和细胞种类的不同而有很大的差异。结合水在细胞中通过氢键与蛋白质、糖类和核酸等物质结合在一起，不易流动和散失，含量变化比较小。种子晒干时失去的水主要是自由水。
4．提示：自由水具有作为良好溶剂、各种化学反应的介质、运输、参与各种代谢反应的作用。结合水是组成细胞结构的重要成分。水还是生物体的温度调节剂。
5．提示：（1）无机盐，因为大量出汗的人在丧失大量水分的同时，还会丢失部分无机盐。若不及时补充，将会影响运动员的正常比赛。
（2）激烈的运动后，运动员大量出汗，大量的钙盐随汗液流失，造成运动员体内血液中钙含量低，影响神经、肌肉兴奋性，而发生抽搐。
迁移与应用2：A 解析：植物细胞主要通过渗透作用失去或得到水，而这些水是自由水。如果外界溶液浓度过高，当失去结合水时，会因细胞的结构破坏而死亡，即使再补足水也不能复活。卷柏属蕨类植物，适应能力强，干枯时失去的只是一部分自由水。
当堂检测
1．不同原子的化学性质是不同的，决定原子化学性质的最主要的是（ ）。
A．核外电子数 B．价电子数 C．质子数 D．质量数
2．生活于沙漠中的仙人掌细胞和生活于海洋中的鲨鱼细胞中元素的种类（ ）。
A．完全相同 B．完全不同 C．基本相同 D．无法比较
3．下列关于原子和分子的说法，正确的是（ ）。
A．物质的基本单位是原子而非分子
B．组成生命的物质基础是分子而非原子
C．分子必须由两个以上的原子构成
D．原子之间一般通过离子键形成分子
4．血钾含量降低可以引起心律失常，从而造成生命危险，该实例说明（ ）。
A．无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分
B．无机盐能维持细胞和生物体的生命活动
C．无机盐能维持正常的渗透压
D．无机盐能调节体液的酸碱平衡
答案：
1．B 解析：原子的化学性质与价电子数密切相关。一般来说，价电子数少于4个，该原子容易失去电子，价电子数大于4个，该原子容易得到电子。
2．C 解析：组成不同生物细胞的化学元素的种类基本相同。
3．A 解析：组成物质的基本单位是原子而不是分子，分子可以由两个以上的原子构成，也可以由原子构成单质。原子之间可以通过共价键连接，也可以通过离子键连接。
4．B 解析：心律失常是一种异常的生命现象，既然由缺钾引起，则可以说明钾等无机盐具有维持生命活动的功能。
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第三课时 核酸的结构和功能
问题导学
一、核酸的种类及组成
活动与探究1
1．核酸、核苷酸、含氮碱基和五碳糖分别有几种？
2．DNA和RNA中特有的碱基分别是什么？DNA和RNA水解后形成的最小的成分中，相同的是什么？
3．请完成以下DNA和RNA比较表格中的内容。
类别 DNA RNA
中文名
单体（基本组成单位）
组成 五碳糖
碱基
迁移与应用1
原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA。下列各种生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是（ ）。
项目 A B C D
T2噬菌体 烟草叶肉细胞 烟草花叶病毒 豌豆根毛细胞
碱基 5种 5种 4种 8种
核苷酸 5种 8种 8种 8种
五碳糖 1种 2种 2种 2种
1．DNA与RNA的区别
2．不同生物的核酸和遗传物质比较
生物类别 核酸 遗传物质 说明 举例
原核生物和真核生物 含有DNA和RNA两种核酸 DNA RNA不是遗传物质，但RNA在遗传信息的传递和表达上起着重要的作用 细菌、人等
病毒 只含有DNA DNA 常见的病毒体内只含有DNA或RNA 噬菌体
只含有RNA RNA 烟草花叶病毒
注：解答判断碱基、核苷酸、五碳糖的种类问题时，思考的切入点是先明确核酸的种类。
3．DNA、RNA和蛋白质的基本单位、初步水解产物和彻底水解产物
基本单位 初步水解 彻底水解
DNA 脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸（4种） 磷酸、脱氧核糖、碱基
RNA 核糖核苷酸 核糖核苷酸（4种） 磷酸、核糖、碱基
蛋白质 氨基酸 多肽 氨基酸
二、核酸的结构和功能
活动与探究2
1．请将下图补充完整（标出脱氧核糖核苷酸长链的连接方式），写出各脱氧核糖核苷酸的各组成成分（要求：碱基不同）。
2．相邻核苷酸通过什么化学键连接起来？若某一条脱氧核糖核苷酸长链片段含100个脱氧核糖核苷酸，则在形成过程中共生成多少个水分子？
3．一条脱氧核糖核苷酸长链中的脱氧核糖与磷酸的连接方式是怎样的？两条脱氧核糖核苷酸长链间的碱基对通过什么化学键连接？
4．阅读教材第23页“历史长河”，总结DNA分子的立体结构特点。
5．DNA分子中特定的碱基对（脱氧核苷酸对）的排列顺序代表了什么信息？“DNA指纹法”在案件侦破中具有重要作用，此方法运用了DNA的什么功能？
迁移与应用2
由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则叙述正确的是（ ）。
A．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D．在人和SARS病毒体内，化合物b都含有8种
1．核酸的结构层次
2．核酸的形成
（1）每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。
（2）绝大多数DNA由两条脱氧核糖核苷酸链构成。
（3）RNA由一条核糖核苷酸链构成。
3．核酸具有多样性和特异性，多种多样的核苷酸排列顺序构成核酸的多样性，而每种核酸特定的核苷酸排列顺序又构成该核酸的特异性。
答案：
活动与探究1：
1．提示：核酸、核苷酸、含氮碱基和五碳糖分别有2种、8种、5种和2种。
2．提示：DNA中特有的碱基是胸腺嘧啶（T），RNA中特有的碱基是尿嘧啶（U）。DNA和RNA水解后形成的最小的成分中，相同的是：磷酸、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
3．提示：
类别 DNA RNA
中文名 脱氧核糖核酸 核糖核酸
单体（基本组成单位） 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
组成 五碳糖 脱氧核糖 核糖
碱基 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T） 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）
磷酸
迁移与应用1：B 解析：T2噬菌体和烟草花叶病毒属于病毒，只有1种核酸，碱基有4种，核苷酸有4种，五碳糖只有1种。对于细胞生物而言，由于同时含有DNA和RNA 2种核酸，故碱基的种类共有5种，核苷酸共有8种，五碳糖共有2种。
活动与探究2：
1．提示：①磷酸 ②脱氧核糖 ③A ④T ⑤C
⑥G
2．提示：磷酸二酯键。99个。
3．提示：—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—。氢键。
4．提示：（1）两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（2）排列在外侧的是脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架。
（3）排列在内侧的是按碱基互补配对原则通过氢键连接成的碱基对。
5．提示：遗传信息。DNA上携带着大量的遗传信息，不同个体DNA分子中4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同。
迁移与应用2：C 解析：依据脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异可确定化合物b的种类。
当堂检测
1．下列不是DNA和RNA在化学结构上的区别的是（ ）。
A．五碳糖不同 B．碱基不同
C．空间结构不同 D．在细胞中的分布不同
2．下列对禽流感病毒RNA的说法，错误的是（ ）。
A．含有A、T、C、U四种碱基
B．所含的五碳糖是核糖
C．基本单位是核糖核苷酸
D．该RNA上携带着禽流感病毒的遗传信息
3．下列核苷酸不可能属于DNA初步水解产物的是（ ）。
4．在洋葱根尖细胞中，组成核酸的碱基、五碳糖、核苷酸的种类数分别为（ ）。
A．5、2、8 B．4、2、2 C．5、2、2 D．4、4、8
5．下列有关核酸的叙述，错误的是（ ）。
A．生物体内具有遗传功能的大分子化合物
B．细胞内生命物质的主要成分之一
C．由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成
D．由核苷酸聚合而成的大分子化合物
答案：
1．D 解析：DNA和RNA的五碳糖分别是脱氧核糖和核糖，碱基分别是ACGT、ACGU，空间结构分别是双螺旋结构和单链结构；分别主要分布于细胞核、细胞质。前三者的区别属于化学结构上的区别。
2．A 解析：禽流感病毒是RNA病毒，含有A、U、C、G四种碱基。
3．B 解析：DNA中不含尿嘧啶（U）。
4．A 解析：洋葱根尖细胞具有DNA和RNA 2种核酸，因此碱基共有A、T、C、G、U 5种，五碳糖共有脱氧核糖、核糖2种，核苷酸共有8种。
5． C 解析：核酸是以核苷酸为基本单位的大分子化合物，是生物的遗传物质，由含氮碱基、五碳糖和磷酸组成。五碳糖包括脱氧核糖和核糖，按照五碳糖的不同，核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸，核糖核酸含核糖而不含脱氧核糖。
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第一节 细胞中的原子和分子
1．说出组成生物体的主要化学元素的种类。
2．举例说明组成生物体的化学元素的重要作用。
3．描述生物界与非生物界的统一性和差异性。
4．说出水在细胞中的存在形式和作用。
5．说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
1．组成细胞的原子和分子
在组成生物体的元素中，碳、氢、氧、氮、磷、钙等元素的质量占全部元素的98%。不同种类生物体内所含的元素种类基本相同，但是每种元素的含量却有多有少。
（1）原子：原子是物质的基本单位，由原子核和核外电子构成，原子核由中子和质子构成，每一种元素的原子核中都带有固定数量的质子。在一个正常的原子中，核内质子数与核外电子数相等，因此，整体上看原子是呈电中性的。
（2）分子：分子是保持物质化学性质的一种微粒，分子一般是由两个或两个以上的原子构成的。化合物的化学组成通常以化学式表示。
2．细胞中的无机化合物
（1）水分子
①水分子的含量：在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞总质量的60%～90%。
②水分子的存在形式：水以结合水和自由水两种方式存在于细胞中。在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多；休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱和盐渍条件下的植物，体内结合水的含量相对增多，使植物的抗逆性增强，以适应不良的环境条件。
③水分子的功能：自由水是良好的溶剂，许多生命活动需要的离子、分子都溶解于其中；细胞中几乎所有的生物化学反应都是以水为介质或水直接作为反应物参与的；各种物质只有溶解在水中，才能被吸收和运输；而细胞的代谢废物的排出也要借助于水。自由水参与细胞中的各种代谢活动，结合水是组成细胞结构的重要成分。
④水的特性：水具有比较大的比热和汽化热等特性，使得水成为生物体的温度调节剂。
（2）无机盐
①含量：在活细胞中，无机盐约占细胞总质量的1.5%。
②存在形式：细胞中的无机盐常以离子的形式存在。
③功能：构成细胞的复杂化合物；参与细胞的各项生命活动。
人患急性肠胃炎，医生用0.9%的生理盐水静脉注射。为什么不注射蒸馏水？
提示：注射蒸馏水会使人体细胞过度吸水而涨破，导致细胞死亡，影响细胞和人体的生命活动。生理盐水与人体内细胞所生活的环境中的溶液浓度大致一样，注射它保证了细胞正常的形态和生命活动。
知识点一 组成细胞的原子和分子
1．组成细胞的化学元素
（1）分类依据
①大量元素和微量元素是根据其在细胞内的含量划分的。有些含量较多，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素；细胞中含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，被称为微量元素。大量元素和微量元素的划分是依据生物界中元素含量的整体情况确定的，各种生物的细胞之间，同一生物的不同组织细胞间，其成分和含量不尽相同。
②主要元素和基本元素是根据其在各种细胞中的含量划分的。C、H、O、N、P、S这六种元素在各种细胞中的含量都超过97%，称为主要元素，C是占细胞干重最多的元素，称为最基本元素。
③必需元素和非必需元素是根据化学元素的生理功能划分的。组成细胞的20种常见元素是必需元素；一些对生物体没有明显生理功能的元素称为非必需元素，如人体可能含Pb。
（2）特点：组成生物体的化学元素种类大体相同；在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
2.原子
（1）原子由原子核和核外电子构成，原子核又由中子和质子构成，原子核中的质子数和中子数之和称为原子的质量数。
（2）在一个正常的原子中，核内质子数与核外电子数相等，因此整体上看原子是呈电中性的。
（3）一般来说，原子最外层能参加构成化学键的电子被称为价电子。
3．分子
分子是保持物质化学性质的一种微粒，除稀有气体等以单原子状态存在以外，分子一般是由两个或两个以上的原子构成的。如水分子，包括两个氢原子和一个氧原子。
4．原子通过化学键形成分子
原子之间主要通过化学键相互作用，主要包括离子键、共价键和氢键三种形式。
（1）离子键：一个原子获得电子或失去电子后变成带电荷的粒子，称为离子。最外层具有1、2、3个电子的原子，有失去这些电子的倾向。失去电子后，核内带正电荷的质子数多于核外的电子数，结果这些原子带正电荷（阳离子）。最外层具有5、6、7个电子的原子，有从其他原子获得电子的倾向，获取电子后，这些原子带负电荷（阴离子）。当一个原子将电子给予另一个原子，二者之间靠阴、阳离子的静电作用而形成的化学键叫做离子键。如NaCl中的Na失去一个电子（Na＋），Cl夺取一个电子（Cl—），Na＋与Cl—离子之间由于正、负电荷的相互作用而形成离子键。
（2）共价键：通过原子之间共用电子对形成的化学键叫共价键。如一个氢气分子（H2）是由两个氢原子结合在一起形成的。当两个氢原子接近时，每个原子的电子都受到对方原子核的吸引，这时每个电子实际上受到两个核的正电荷的吸引，即两个原子共用它们之间的一对电子。每个氢原子都使用对方原子的1个电子，使自己的电子层填满而具有稳定的结构。
（3）氢键：当氢原子与氧原子或氮原子以共价键结合时，氢原子呈部分正电性。这种氢原子往往与其他带有部分负电性的氧原子或氮原子间相互吸引而形成氢键。氢键可形成于不同分子之间，也可形成于同一分子（大分子）之内。氢键属于一种弱键，易于形成，易于断裂，并有特定的键长与键角，在决定大分子的三维结构上起着重要作用，是生命系统中十分重要的键。
生物界与非生物界的统一性和差异性
（1）生物界和非生物界的统一性
①生物界和非生物界都是由化学元素组成的。
②组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的。
③组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素为细胞所特有。
④生命起源于非生物界。
（2）生物界和非生物界的差异性
①组成生物体的化学元素，在生物体内和在自然界中含量相差很大。
②生物体有选择地从无机自然界获取组成自身的物质。
③无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在活的有机体中，各种化学元素有机地结合在一起，才能表现出生命现象。
【例1】 下列关于原子和分子的说法中，错误的是（ ）
A．分子是保持物质化学性质的一种微粒
B．原子之间一般通过化学键形成分子
C．分子都是由两个或两个以上的原子构成的
D．原子是物质的基本单元
解析：分子一般是由两个或两个以上的原子构成的，但稀有气体和单质金属等以单原子状态存在的分子除外。
答案：C
原子是物质的基本单元，在一个正常的原子中，核内质子数与核外电子数相等，因此，整体上看原子是呈电中性的。分子是保持物质化学性质的一种微粒，分子一般是由两个或两个以上的原子构成的。
知识点二 细胞中的水
1．水在细胞中的生理作用
2．自由水与结合水的相互转化
在一定条件下可以相互转化，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水。
①对代谢的影响：自由水含量高→代谢强度强。
②对抗性的影响：结合水含量高→抗寒、抗旱性强。
通过水分子的结构，理解水在生物体中的作用。
水由一个氧原子和两个氢原子以共价键形成“V”形结构。氧原子除用两个电子分别同两个氢原子的电子配对形成两个共价键外，氧的最外层的另四个电子形成两对未成键的孤对电子。成键后的氢原子因其共用电子对偏向于电负性较强的氧原子一方，故水分子氧端带部分负电荷，氢端带部分正电荷，所以水分子是极性分子。由于水分子的极性，使水成为一种具有多种用途的溶剂。在生物体内，大部分无机物和一些有机物都能溶于水。水是物质扩散的介质，也是酶活动的介质。细胞内的各种代谢过程，如营养物质的吸收、代谢废物的排出以及所有的生化反应等，都必须在水溶液中进行。
结合水是吸附和结合在有机固体物质上的水，主要依靠氢键与蛋白质的极性基相结合形成亲水胶体。多糖、磷脂也以亲水胶体形式存在。这部分水不能蒸发、不能离析，失去了流动性和溶解性，是生物体的构成物。
【例2】 如果一个正在进行旺盛生命活动的细胞，假定在其生命活动过程中含水量不变，则温度对结合水和自由水的比例有何影响，下列有关的叙述正确的是（ ）
A．温度升高，结合水比例减少，自由水比例增加
B．温度升高，结合水比例增加，自由水比例减小
C．温度降低，结合水比例减小，自由水比例增加
D．温度降低，结合水和自由水比例不变
解析：在一定范围内温度升高，细胞代谢加强，自由水含量上升，结合水比例下降；同理，温度降低时，自由水比例降低，结合水比例增高。
答案：A
细胞中自由水和结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；若该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。
知识点三 细胞中的无机盐
1．存在形式
（1）大多数无机盐以离子的形式存在。细胞中含量较多的阳离子有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，阴离子有Cl－、SO、PO、HCO等。
（2）少数与其他化合物结合。如Fe2＋是血红蛋白的成分，Mg2＋是叶绿素的成分。
2．生理作用
（1）细胞内复杂化合物的重要组成成分
（2）维持细胞和生物体的生命活动
几种常见无机盐的作用（缺乏症）
（1）Fe——是血红蛋白的必需元素，缺铁会引起人的贫血。
（2）I——是甲状腺激素的组成元素，碘缺乏能影响甲状腺激素的合成，常使婴幼儿出现呆小症及成年人出现大脖子病。
（3）Ca——是骨骼、牙齿的重要组分，长期缺钙的幼儿易患佝偻病，在成年人中易引起骨质软化病，在老年人中易引起骨质疏松。
（4）Zn——缺乏时会引起苹果、桃等植物的“小叶症”和“丛叶症”（叶子变小，节间缩短）。
（5）B——能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺B常导致植物“花而不实”。
（6）P——参与细胞膜（磷脂等）的构成。
（7）Mg——参与叶绿素的合成。
（8）N——参与蛋白质、核酸等物质合成。
【例3】 已知Mn是许多酶的活化剂，例如其能激活硝酸还原酶。缺Mn的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子（ ）
A．对维持细胞的形态和功能有重要作用
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
D．对于调节细胞内的渗透压有重要作用
解析：Mn能够激活硝酸还原酶，使硝酸发生化学变化后，才能被植物体利用，这说明Mn对于维持生物体的生命活动有重要作用，而不能说明无机盐的其他三项生理作用。
答案：B
无机盐离子在生物体内虽然含量不多，但却对生物体的生命活动有着十分重要的作用，是不可代替的。
1．下列关于原子和分子的说法中，正确的是（ ）
A．物质的基本单位是原子而非分子
B．组成生命的物质基础是分子而非原子
C．分子必须由两个以上的原子构成
D．原子之间一般通过离子键形成分子
解析：组成物质的基本单位是原子而不是分子，分子可以由两个以上的原子构成，也可以由原子构成单质。原子之间可以通过共价键连接，也可以通过离子键连接。
答案：A
2．（2012·江苏盐城中学期中测试）下列元素中，占细胞鲜重最多的是（ ）
A．碳 B．氢 C．氧 D．氮
答案：C
3．（2012·南京国际实验学校期末）生活在沙漠中的仙人掌与海洋中的鲸，组成它们的各种化学元素的种类（ ）
A．完全相同 B．基本相同
C．完全不同 D．差异很大
答案：B
4．（2012·江苏盐城中学期末）下面是关于生物体细胞中水含量的叙述，错误的是（ ）
A．水是细胞中含量最多的化合物
B．越冬植物的细胞内自由水含量一般较高
C．新陈代谢旺盛的植物细胞自由水含量较高
D．成熟叶肉细胞中含水量比幼嫩细胞要少
解析：生物体内结合水的比例越高，生物的抗逆性就越强，所以越冬植物的细胞内自由水含量一般较低。
答案：B
5．回答下列问题。
（1）在人体血液中大部分的水是以________形式存在的，但血液在体外凝固时，血块中的水则变为__________。
（2）幼小的植物体内自由水比例减小时，植物代谢强度降低，生长缓慢；自由水比例增大时，机体代谢活跃，生长迅速。这说明了__________________________________________ _____________________________________________________________________________。
（3）做血液涂片时，若用清水稀释血液，则血细胞过一段时间后就会胀破；若用10%的盐水稀释，血细胞过一段时间后就会皱缩，说明无机盐对________________有重要作用。
（4）一些动物能够依靠水面张力在水面上运动，这是水分子具有____________，水分子之间形成的____________使水体表面张力____________的缘故。
答案：（1）自由水 结合水
（2）自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质，并参与许多代谢反应
（3）维持细胞的形态和功能
（4）极性 氢键 增强
