细胞的化学组成[上学期]
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第2章 细胞的化学组成
第1节 细胞中的原子和分子
几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发生枯萎，即使使用了大量的氮，磷，钾肥也无济于事。后来人门偶然发现牧场里的一小片牧草长势茂盛。原来，这一小片‘绿洲’的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草长的绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需要150g钼就足够了。通过本节的学习，你就能对上述现象作一科学的解释。
学法建议
组成生物体的化学元素常见的主要有20多种，各元素在生物体内的含量差别很大。有些元素含量很大。如C.H.O.N等，有些元素含量很少，比较不同生物体内的元素，发现元素的组成大致相同，但各种元素的含量相差很大。关注，比较生物体的各元素。
（1） 突破重点
列表比较及说明生物体内的各元素
种类 说明
最基本元素 C 动植物体中C都是（相对）最丰富的元素，且是构成有机物的重要元素，地球上的生命是在C元素的基础上建立起来的
基本元素 C H O N 这四种元素在组成生物体的元素中含量最多
主要元素 C H O N P S 组成原生质的重要元素，占原生质总量97％
大量元素 C H O N P S Ca Mg 占生物体总重量万分之一以上的必需元素
微量元素 Fe Mn B Zn Cu Mo 占生物体总重量万分之一以下的必需元素
矿质 大量元素元素 微量元素 N P S K Ca MgFe Mn B Zn Cu Mo Cl 除C H O外，主要由根系从土壤中吸收的元素（表中列表的是必需矿质元素）
必需元素 C H O N P S Ca Mg Fe Mn B Zn Cu Mo Cl 动植物生命活动中所必不可少的大量或微量的各种元素，由此我们能理解，生物体的有些元素未必是生命活动必不可少的，例如：植物的必需元素可通过‘溶液培养法’来测定
[易错点提示：]微量元素在生物体内含量虽然很少。但是，它仍是生物生活所必需的，是维持正常生命活动不可缺少的，一旦缺乏将会影响生物体生命活动的正常进行，甚至会发生病变。
(二) 区别几个重要的概念
原子：是物质的基本单位，由原子核和外周电子构成，原子核又由中子和质子构成
分子：是保持物质化学性质的一种微粒。除稀有气体和单质金属等以单原子状态存在外，分子一般是由两个或两个以上的原子构成
结合水：这部分水与细胞的其它物质相结合，不能自由流动，故称为结合水
自由水：是指以游离的方式存在的，可以自由流动的水
[感悟规律：]水在细胞中有两种存在方式，一种是结合水，约占全部水分的4.5％，另一种是自由水，占细胞内全部水分的95%以上。
自由水和结合水相对含量的高低决定着生物体的细胞，组织，器官或系统的代谢强弱以及衰老程度和固有形态。一般地说，代谢较旺盛的幼嫩部位，柔软部位，其自由水相对含量较多；代谢迟缓或休眠时期，衰老部位，坚硬部位，结合水含量减少则是生命体衰老的先兆。人体的某些组织的含水量虽然近似，但形态却不同。如心肌含水量约为79%而呈坚韧形态，血液含水量82%则是川流不息的液态。
细胞中绝大部分水以游离的形式存在，可以自由流动，这部分水就是自由水。水分子具有极性，相邻的水分子通过氢原子和氧原子之间的吸引力可形成氢键。是良好的溶剂，养料，废物，激素，维生素等多种物质的运输都是溶于水中进行的。并且自由水是细胞内各种化学反应的介质。水的比热，汽化热比较高，是调节体温的良好物质。
潜能开发
例1 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 感悟规律：
B. 结合水/自由水的比值会升高 自由水参与细
C. 结合水/自由水的比值会降低 胞中各种代谢作
D. 结合水/自由水的比值会不变 用。如光合作用
[解析]本题要解决的是结合水与自由水的作用，在正确了 ，呼吸作用，有
解他们的功能后，即可选出答案。本题将常见的水的功能 机物的合成和分
作一种数学处理。这也是能力考察的一种方式。自由水占 解过程等。在代
细胞鲜重绝大部分，是细胞良好溶剂，有利于运输，有利 谢旺盛的细胞中
于生物化学反应，所以生命活动旺盛的细胞，自由水含量 自由水含量一般
就高，结合水/自由水比值就大。而象干种子的细胞内所含 较多
的主要是结合水，干种子只有吸足水分，获得大量的自由水，
才能进行旺盛的生命活动——萌发。抗旱性强的植物，细胞
内结合水含量就高。
[答案]C
例2 下表是人体内和玉米植株含量较多的化学元素，请回答：
元素 人 玉米
C 43.57 55.99
O 44.43 14.62
H 6.24 7.46
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
(1)从表中可知，组成人体和玉米的基本元素是 此外还有
（2）从表中看出，人和玉米组成元素种类 ，但化学元素的
相差很大。
[解析]这是一道图表分析题，从表中可以看出组成生物的基本元 感悟规律：
素是C，此外还有H.O.N;这可以看出不同生物体组成元素种类 讨论生活在沙漠中
大体相同，但元素含量却相差很大。 的仙人掌和海洋中
[答案]（1）C; H.O.N (2) 大体相同； 含量 鲸，组成他们的化
学元素是否大体相同？各种化学元素在这两种生物体中的含量有没有差别？
[例3]体液中Ca离子含量太低时，神经肌肉的因兴奋性升高而出现 感悟规律：
抽搐，这一事实说明Ca离子的生理功能之一是（ ） 无机离子对维持细
A 构成细胞的组成成分之一 胞的形态也有重要
B 维持细胞的正常形态 作用。如：做血涂
C 维持细胞的正常生理功能 片若用清水稀释
D 调节渗透压和酸碱平衡 血液，则血细胞经
[解析]神经肌肉的应激性，需要体液中无机离子维持一定的比例 过一段时间会胀破
当钙离子，镁离子，氢离子浓度升高时，应激性降低；当 ，若用10%的盐水
钙离子过低时，应激性升高，手足抽搐。这一事实说明钙 稀释，血细胞经过
离子对维持细胞的正常生理功能有重要作用。另外钙离子 一段时间会皱缩。
是人体骨和牙齿的主要成分
[答案]C
[例4] 科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中
添加了多种元素。其配方如下：
离子 培养液浓度（m.mol/L
K+ 1
Na+ 1
Mg2+ 0.25
Ca2+ 1
NO- 2
H2PO3- 1
SO42- 0.25
Zn2+ 1
其中根细胞吸收最少的离子是 （ ） 感悟规律：
A Ca2+ B SO42- C Zn2+ D H2PO3- 正确解答本题的关
[解析] 考查生物体内的大量元素和微量元素。根据组成生物 键是掌握常见的大
体的化学元素在生物体内的含量不同，分成大量元素和和微 量元素和微量元素
量元素。由于植物体内含有大量的Ca,S,P等元素，这些元素 种类，只有准确的
只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca,S,P的 找出表中的微量元素
离子分别为Ca2+，SO42-，H2PO3-，因此花卉对这些离子吸 ，才能找准该题的
收量较大。而Zn属于微量元素，因此花卉对Zn2+的吸收量 切入点
最少。
[答案]C
体验探究
[例5]分析下列两个表格并得出结论：
表一：一些动物体的含水量（%）
生物 水母 鱼类 蛙类 哺乳类
含水量 99 83 78 65
表二：人体组织器官的含水量（%）
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量 10 22 76 79 83 84
[探究思路]
（1） 从表一可知，在各种动物体内的含水量不同，且呈这样的规律：动物的含水量按照从水生到陆生这一顺序递减
（2） 从表二可知，人体组织器官的新陈代谢越旺盛，含水量越多
（3） 从表二可知，心脏和血液的含水量仅差4%。但心脏是坚实的，而血液却是流动的，因水分子可以以自由水和结合水两种形式存在于细胞中
学力测评
双基复习巩固
1 在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的一环，这是因为水在生命中的意义（ ）
A 水可以降温 B 水在生物体内可以流动
C 水能与蛋白质结合 D 生化反应必须在水中进行
2 在健康人体的血浆中，[HCO￣]约为[HCO3]的20倍，如果[HCO￣]/ [HCO3]<15时，立刻发生酸中毒。此例说明无机盐具有（ ）
A 调节细胞渗透压 B调节细胞的PH
C组成细胞的结构 D 维护细胞正常形态
3 几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发生枯萎，即使使用了大量的氮，磷，钾肥也无济于事。后来人门偶然发现牧场里的一小片牧草长势茂盛。原来，这一小片‘绿洲’的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草长的绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需要150g钼就足够了。下列关于这一现象的解释正确的是（ ）
A 钼是植物必需的矿质元素 B 钼是植物必需的大量元素
C 钼是一种高效肥料 D 钼是植物在植物生长发育过程中的作用是可以替代的
4 下面是生命必需元素（黑框中的元素）在元素周期表中的分布，我们能从中得到的信息是（ ）
A 在人体内找到了60多种元素
B 体内含量小于0.01%的元素是微量元素
C 生物界与非生物界具有统一性
D Na对于植物来说不是必需的
5 组成人体主要元素是（ ）
A C,H,O,N,Fe,P B H,O,K,S,P,Mg
C C,P,O,S,H,N D N,P,K,Ca,S,Zn
6 某细胞中自由水和结合水的比值为95:5。若适当提高温度，在水分总量不变的情况下，两中水的含量变化是（ ）
A 自由水增多，结合水减少 B自由水减少，结合水增多
C自由水，结合水均增多 D自由水，结合水均减少
7 （2004江苏高考题）下列有关组成生物体化学元素的论述中，正确的是（ ）
A 组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多
B 人，动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C 政策生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D 不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
8 在下列组成活细胞的基本元素中，含量关系由多到少的顺序正确的是（ ）
A C>H>O>N B C>O>H>N
C O>C>N>H D O>C>H>N
9 下面是生物科技小组设计的一种植物（玉米）在全素与缺素时的水培实验方案。请仔细观察分析方案中的图表资料后，回答下列问题：
植物生长需要的各种主要元素无机盐实验用培养液配制一览表
培养液（毫克/升药品 甲 乙 丙 丁
硝酸钙 1
硝酸氨 0.16 0.24
硝酸钾 0.2
磷酸二氢钾 0.25 0.25
磷酸一氢钾 0.17
氯化钾 0.25 0.08
硫酸镁 0.25 0.25 0.25 0.25
氯化铁 0.125 0.125 0.125 0.125
硫酸钙 0.52 0.52 0.34
植物所需元素的作用及其缺乏时的症状
元素 作用 缺素时症状
氮 1.制造蛋白质的原料2.叶绿素的重要元素3.其他 1.叶转黄色2.植株矮小3.不能正常开花结果
磷 1.为核蛋白的成分2.为酶的成分及代谢作用所必须的元素3.构成细胞膜的成分 1.叶深绿而灰暗，叶背红紫色2.代谢失调，生长不良
钾 1.激发酶的活动，维持正常的代谢活动2.为多种酶的成分 1.叶转黄绿2.生长缓慢，茎较纤细3.成熟期不齐，产量很低
（1） 该实验方案的目的是
（2） 参照下图，回答问题：
A组实验在实践过程中起 作用，培养一段时间后观察发现B,C,D组将会出现一定的缺乏症，其中B组植株的症状是
（3）如果要使实验更加严密，还可以再设计二次对照，请用简明的文字说明设计二次对照的方法。
10美国科学家保罗.劳特布尔和英国科学家彼得.曼斯菲尔德因发明了核磁成象技术而获得2003年诺贝尔生理医学奖。磁共振成象的基本原理是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子粒，引起氢原子核共振，经计算机处理获得图象
水是氢和氧原子组成的，人体中不同的组织或器官所含的水分是不一样的。许多病毒会导致人体组织和器官所含水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图象中反映出来。
（1） 人体中含量最多的化合物是
(2) 衰老的细胞中自由水/结合水的比值变化趋势为曲线
（注：纵坐标为自由水/结合水的比值，横坐标为时间）
参考答案与点拨
1 D（点拨：水是良好的溶剂，许多生物体内的生物化学反应必须在水中进行。本题考查水的生理功能，没有水就没有生命。）
2 B（点拨：缓冲液可以调节细胞的酸碱度，保持酸碱平衡）
3 D（点拨：首先提取题中的信息：原来长势不良的牧草，被钼矿矿工经过以后，牧草长得十分茂盛。经过分析，一方面说明矿工经过后，留下钼矿粉。另一方面钼对牧草的生长发育有不可替代的作用。）
4 C（点拨：组成生物体的化学元素大约有20多种，故A不对。体内需要量在万分之一以下的元素，称大微量元素，但从表中并不能得出这一信息，故B不对。Na对于植物来说不是必需的，但从表中也不能得出这一信息，故D不对。从图中可以看出：组成生物体的26种化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。这说明生物界与非生物界具有统一性。
5 C（点拨：构成人体的主要元素为C,H,O,S,P,N,约占95%）
6 A（点拨：适当提高温度新陈代谢旺盛，自由水增多，结合水减少）
7 C（点拨：组成生物体的化学元素自然界中都可以找到，没有一种是自然界所特有的；组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量相差很大，而且不同种的生物之间 各元素的含量也不同）
8 D (点拨：根据自然界客观事实)
9（1）验证N,P,K是植物所必需的元素
（2）对照 叶转黄色，植株矮小，不能正常开花结果
（3）H,O,N,P,S,K,Ca,Mg N,P,S,K,Ca,Mg
(4)在缺素培养液中加入相应的元素，观察植株的缺乏症是否得到改善和消除。（点拨：实验原理：C,H,O三种元素可组成的无机物有H2O,CO2等，因此，在实验过程中只要能检测到H2O,CO2即可证明。
实验过程：将生物体在隔绝空气的条件下加热，可发现有含碳化合物形成，即碳；同时可在试管壁上观察到有水珠出现，说明有水，即含有H,O元素。本题答案不唯一，其它合理答案也可以）
10 （1）水（2）d（点拨：本题是以2003年诺贝尔生理或医学奖成果为材料背景，考查细胞的化学成分，自由水含量的动态变化，主要测试考生的理解能力和推理能力，体现了‘材料在书外，原理在书内’的特点。一般地，细胞及生物体中的结合水相对稳定；而自由水在细胞及生物体生命周期中呈动态变化——代谢旺盛，自由水相对增多，因为酶只有在自由水环境中才能表现出活性，并且自由水增多有利于物质的交换。衰老的细胞表现为自由水减少，酶活性降低，代谢减慢等特征。）
第2章 细胞的化学组成
第2节 细胞中的生物大分子
臭豆腐是闻着臭，吃着香。闻着香的原因是因为蛋白质在分解过程中产生了硫化氢——一种有腐蛋性臭味的气体。吃着香是因为鲜豆腐经过霉菌发酵，里面含有蛋白质，有一部分被分解成各种氨基酸，如谷氨酸，所以吃起来味道很鲜美，那么蛋白质的构成到底如何呢？
学法建议
（一）突破重难点
构成细胞的各种生物大分子在细胞中的存在形式不同，所具有功能也不同。
一. 糖类
1.组成元素：C,H,O
2.种类：单糖，二糖和多糖
3.功能：糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质。
二.脂类
1.组成元素：C,H,O三种元素，有些种类还含有N,P等元素。
2.种类：脂肪，类脂，固醇。
3.功能：脂肪是生物体内主要的储存能量的物质。此外脂肪还具有减少热量散失，维持体温恒定，减少摩擦和缓冲压力的作用。磷脂是构成生物膜的主要成分。胆固醇，性激素，维生素D等对于维持生物体正常的新陈代谢和生殖过程起着重要的调节作用。
三.蛋白质
1.组成元素：C,H,O,N四种元素，有些种类还含有P,S 等元素。
2.基本单位：氨基酸，组成蛋白质的氨基酸共有20种。
3.分子结构：由许多个氨基酸分子通过脱水缩合而成的具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质的分子结构极其多样性。
4.主要功能：（1）有些是构成细胞和生物体的重要物质（2）有些蛋白质有催化作用（3）有些蛋白质有运输作用（4）有些蛋白质有调节作用（4）有些蛋白质有免疫作用
四.核酸
1.组成元素：C,H,O,N,P
2.基本单位：核苷酸
3.种类：根据所含五碳糖将核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。
4.功能：是遗传信息的载体，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。
[易错点提示]
多肽和蛋白质的区别：
多肽是由多个氨基酸分子缩合而成的化合物。而蛋白质是由一条或几条多肽链经折叠，盘曲，再按照特殊的方式组合而成的有一定空间结构的高分子化合物。两者的主要区别是：
（1）多肽和蛋白质的相对分子质量有差异。多肽的相对分子质量通常小于一万，而蛋白质的相对分子质量一般在一万到一百万之间或更大些。
（2）多肽和蛋白质的结构有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋白质具有一定的空间结构。因此，多肽往往是无生物活性的，而蛋白质是具有生物活性的。
（3）一条刚刚从核糖体中合成的多肽链可以叫做多肽，但不能称之为蛋白质。
（4）蛋白质是由多肽链与其他物质结合而成，多肽却只是多个氨基酸的集合体，所以结构复杂的蛋白质，在功能上也远比多肽复杂。
(二) 区别几个重要的概念
核苷酸：核酸的基本组成单位，一个核苷酸分子是由一个分子的含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸组成
氨基酸：是构成蛋白质的基本组成单位，组成蛋白质的主要氨基酸约有20多种
缩合：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH3）相连接，同时失去一分子水的结合方式叫缩合
聚合：单体结合成高分子化合物，同时析出小分子副产物的过程。就核酸分子形成言
，是指许多核苷酸形成核酸分子的过程。
二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫二肽。
多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物叫多肽。
肽键：连接两个氨基酸分子的那个键（—NH—CO—）叫肽键
肽链：多肽通常呈链状结构又叫肽链。
（2） 潜能开发 感悟规律：
[例1] 地球上数量最多
下列物质属于糖类的是 （ ） 的有机物是糖类
A 磷脂 B 维生素 C 纤维素 D 雄性激素 ，糖类中又以纤
[解析]考查有机物分类的知识。维生素D，雄性激素属于固醇类物质， 维素所占比率最大
磷脂属于类脂。只有纤维素属于糖类中的多糖。 。约占植物界碳素
[答案]C 总量的50%以上。
纤维素分子呈不分支的长链。人没有纤维素酶，不能消化纤维素，但纤维素成分能刺激肠道蠕动，或减少癌的发生。
[例2]
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的 感悟规律：
调节作用的是 （ ） 俗话说：“胖子怕
A 脂肪 B 磷脂 C 固醇 D 维生素D 热，瘦子怕撞”体
[解析]本题考查脂质物质的功能，脂肪主要是生物体内储存能量的物质。 现了人体内的脂肪
此外，高等动物和人体内的脂肪，还有减少身体热量散失，维持体温恒 具有减少热量散失
定，减少内部器官之间的摩擦和缓冲外界压力的作用。磷脂主要是构成 和缓冲外界压力的
生物膜的基本成分。固醇对维持生物体的正常代谢和生殖过程起着积极 的作用。
的调节作用，维生素D属于固醇。
[答案]C
[例3] 感悟规律：
谷胱甘肽（分子式：C10H17O6N3S）是存在与动植物和微生物细胞中 运用原子数受恒求
一种重要三肽，它是由谷氨酸（C5H9O4N）甘氨酸（C2H5O2N）和半 解；注意缩合脱去
胱氨酸缩合而成的；则半胱氨酸可能的分子式为（ ） 2分子水。
A C3H3N B C3H5ONS C C3H7O2NS D C3H3O2NS
[解析]以碳为例C10—C5—C2=C3,由此类推即可得到答案。
[答案]C
[例4]
下面是三种氨基酸的结构式，由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物 感悟规律：
中，含有氨基，羧基和肽键的数目依次是 （ ） （1）脱水反应在
H H 化学上称为缩聚反
应，在细胞内进行
NH2 — C—COOH NH2— C—CH2—COOH 的场所是核糖体，
而且是在mRNA
CH3 COOH 的指导下，有
tRNA参与才能完
H 成。
（2）一条执行特殊
NH2— C—CH2—OH 生理功能的蛋白质
可以是由一条肽
COOH 链组成（如生长
A 1,1,2 B 1,1,3 C 1,2,2 D 2,2,2 激素是由191个
[解析]本题考查氨基酸分子的基本结构以及氨基酸连接成多肽链的方式 氨基酸组成的一条
等方面的知识。第一，每个氨基酸分子结构中，至少有一个氨基和一个 肽链），也可以由多
羧基连在同一个C原子上，但并不是都只有一个氨基和一个羧基；第 条肽链组成（如胰
二，在一条肽链中所形成的肽键数目跟失去水分子的数目一样，为氨基 岛素是由51个氨基
酸个数-1；第三，每形成一个肽链就要失去一个氨基和一个羧基。因此 酸，二条肽链组成
，氨基和羧基的数目均为构成多肽链数值，则该题中肽键数目为3-2=1 的。血红蛋白是由
，氨基的数目为3-1=2个，羧基的数目为4-2=2个。 574个氨基酸，四
[答案]C 条多肽链组成的。
[例6]
下列有关核酸的叙述中，正确的是（ ） 感悟规律：
A 除病毒外，一切生物都有核酸存在。 化学上常运用降解的
B 核酸是由C,H,O,P等元素组成的化合物。 方法研究物质组成。
C 核酸是一切生物的遗传物质。 核酸的酶促降解是
D 组成核酸的基本单位是脱氨核苷酸 由两大类酶催化作用
[解析]本题考查核酸的组成元素，基本组成单位和功能等基础知识， 的：核酸酶和限制性
属识记水平的试题。核酸是由C,H,O,N,P等五种元素组成的一种高 内切酶
分子化合物，分为核糖核酸和脱氧核糖核酸两大类。前者的基本单
位是核糖核苷酸，后者的基本组成单位是脱氧核苷酸。核酸是一切
生物的遗传物质，包括病毒在内，所有病毒内也存在核酸。
[答案]C
体验探究
[例6]麦芽糖鉴定实验中所用的斐林试剂与蛋白质鉴定中的双羧脲试剂的区别？
[探究思路]
（1）溶液的浓度不同：斐林试剂中CuSO4的浓度为0.05g/ml. 双羧脲试剂中CuSO4的浓度为0.01g/ml
(2) 试剂配方不同：斐林试剂是0.05g/ml CuSO4和0.1g/mlNaOH溶液混合而成的，双羧脲试剂是将3—4滴0.01g/ml CuSO4溶液滴入2ml 0.1g/mlNaOH溶液混合而成的。
（3）使用的原理不同：斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)2,溶液，双羧脲试剂实质是碱性环境下的Cu离子
（4）使用方法不同：使用的斐林试剂极不稳定，要现配现用，先混合后一次加入，在水浴加热时，试管底部不要触及烧杯底部，以防止试管受热不均匀而爆裂。试管口也不要对着自己或他人，防止沸腾的溶液冲出试管造成伤害。双羧脲试剂的使用方法则不同，应该先加入试剂A，一定要充分振荡试管，使蛋白质与NaOH溶液混合均匀。否则，加试剂B后，NaOH就会与Cu(SO)4发生反应，生成兰色的Cu(OH)2沉淀 。
[例7]用下列实验材料做特定的实验，从理论上讲是否成功？
（1）用绿色叶片做还原性糖的鉴定实验
（2）用新鲜牛奶做蛋白质鉴定实验
（3）用蓖麻种子做脂肪鉴定实验
[探究思路]
绿色叶片中含叶绿素等色素，会影响实验结果的观察。新鲜牛奶中含有大量的蛋白质。蓖麻种子含有较多的脂肪，种子相对也比较大，便于徒手切片。
[例8]某种酶能使蛋白质中的肽链水解，作用的部位是蛋白质中的肽键，
C6H5—CH—NH—CO—C6H5
HO—CH—COOH
一般是肽键断裂。假使该种酶也能时上述物质水解，则断裂的键应为
，水解后形成的产物分别是 ，根据生物知识判断
它们是不是氨基酸？为什么？ 。
[探究思路]
由题意可知作用的部位应为 —NH—CO—，所以水解后形成的产物分别是
C6H5—CH—NH2
和 C6H5COOH, 而氨基酸必需是有氨基和羧基连接
HO—CH—COOH
在同一碳原子上。
学力测评
双基复习巩固
1 糖元经酶的催化作用最终水解为（ ）
A 乳糖 B 果糖 C 葡萄糖 D 二氧化碳和水
2 如图是某些生物组织示意图，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是（ ）
A 糖元和RNA B 淀粉和DNA C 淀粉和RNA D糖元和DNA
3 下列各种肽键的写法中不正确的是（ ）
A —CO—NH— B —NH—CO—
C —NH—COO— D O H
—C——N—
4由一分子含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸所形成的化合物是（ ）
A 核酸 B 核苷酸
C DNA D 脱氧核苷酸
5 胰岛素和雄性激素的化学成分分别是（ ）
A 蛋白质，固醇类 B蛋白质，糖类
C 脂质，糖类 D固醇类, 磷脂
6 经化学分析法测得某种有机物的平均相对分子量为3.6×104 ，其元素组成及含量如下：
C—54.393% O—20.518% H—6.714% S—1.621% N—16.754%，该物质最可能是 （ ）
A 脂肪 B 氨基酸
C 蛋白质 D 核酸
7 研究疯牛病的病原体时，经各种核酸水解酶处理后，该病原体仍具有感染性，从生命的化学本质来看，组成该病原体的化学成分的基本单位可能是（ ）
A 葡萄糖 B 脱氧核苷酸、
C 氨基酸 D 核糖核苷酸
8 将蛋白质分子完全水解，检测所有氨基酸分子中的氨基和羧基，两者的数量关系可能是（ ）
A 相等 B 氨基多于羧基
C 氨基少于羧基 D 很难预测
9 分子式为C63H103O45N17S2的一条非环式多肽链中，最多含有肽键的个数是（ ）
A 15 B 18 C 17 D 16
10有一多肽，分子式为C55H70O19N10,将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，该多肽含多少个肽键（ ）
CH2—CH2—CH—COOH —CH2—CH—COOH
COOH NH2 NH2
谷氨酸 苯丙氨酸
NH2—CH2—COOH CH3—CH—COOH
NH2
甘氨酸 丙氨酸
A 7 个 B 8个 C 9个 D 10个
11 核糖和脱氧核糖都是五碳糖，他们分别是 和 的组成成分，若核糖的分子式为C5H10O5,则脱氧核糖的分子式是 。核酸有两大类，一类含脱氧核糖的叫 ，简称 ；另一类含核糖的叫 ，简称
。前者主要存在于 中，后者主要存在于 中。
12 下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（ ）
A 用于鉴定还原性糖的试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B 脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
C 鉴定还原性糖时，需加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液
D 用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A和B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现混现用
13成核酸的单位 P U它的全称是 （ ）
A 尿嘧啶核糖核苷酸
B尿嘧啶核苷酸
C尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
D鸟嘌呤核糖核苷酸
14 用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如下表：
几种蛋白质的氨基酸数目
化合物 多肽化合物 蛋白质
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）
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 牛胰蛋白酶 人胰岛素 免疫球蛋白IG 人血红蛋白
氨基酸数目 9 9 9 10 13 22 223 51 60 574
（1） 表中（1），（2），（3）的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的 不同。
（2）表中（3）与（4），（5）与（6）虽功能相似，但各自具有专一性，它们之间的差异主要取决于
（3）.（8）的生理功能说明蛋白质具有 作用；（9）的生理功能说明蛋白质具有
作用；（10）的生理功能说明蛋白质具有 作用；（10）有四条肽链，574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成 分子水。
（4）组成上述10中化合物的所有氨基酸所共有的结构是
（5）这些实例说明蛋白质的分子结构具有 ，这种特点决定了
。
15 实验室有四种试剂：（1）质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液（2）质量浓度为0.01g/ml的NaOH溶液（3）质量浓度为0.05g/ml的Cu(SO)4溶液 (4) 质量浓度为0.01g/ml的Cu(SO)4溶液,利用上述试剂做还原性糖的鉴定和蛋白质的鉴定实验，请回答：
（1）两实验中都需要使用的试剂是 （填数字）
（2）两实验中都不需要使用的试剂是 （填数字）
（3）在还原性糖的鉴定实验中使用而蛋白质的鉴定中不需要使用的实验装置是
装置。
（4）在做蛋白质鉴定的实验时，下列操作正确的是（ ）
A 先加入双缩脲试剂A,再加入双缩脲试剂B, 双缩脲试剂B的用量较少
B先加入双缩脲试剂B,再加入双缩脲试剂A, 双缩脲试剂A的用量较少
C先加入双缩脲试剂A,再加入双缩脲试剂B, 双缩脲试剂A的用量较少
D先加入双缩脲试剂B,再加入双缩脲试剂A, 双缩脲试剂B的用量较少
16 把一小块生物组织捣碎后，经化学分析，含有水，蛋白质，DNA和糖元等物质，由此可判断该生物组织是下列何种生物的（ ）
A 小麦 B 家兔 C 病毒 D 豌豆
17（多选题）下列既存在于动物细胞内又存在于植物细胞内的单糖是（ ）
A 淀粉 B 葡萄糖 C 脱氧核糖 D 核糖
18 分析多肽E和多台F得到以下结论（单位：个）
元素或基团 C H O N 氨基 羧基
多肽 E 201 348 62 53 3 2
多肽F 182 294 55 54 6 1
两种多肽中氨基酸的数目最可能是：
选项 A B C D
多肽 E 51 58 199 340
多肽F 49 53 181 281
19 细胞中的糖类，脂质和蛋白质都可作为能源物质，但动物若长时间严重饥饿而需要大量分解蛋白质来获得能量时，就会危及生命，其原因是
。
20 据下图所示的化合物结构简式，请回答问题：
NH2 d
C=O
e
b CH3 H CH2 O H H
H2N—C—C—N—C——— C—N—C— COOH f
a
H O H CH2
c
COOH g
(1)该化合物中有 个氨基和 个羧基。
（2）该化合物中有 种氨基酸，形成这种不同氨基酸的基团编号是
（3）该化合物是由 个氨基酸失去 分子而成的，这种反应叫做
。
（4）该化合物中有 个肽键，编号是 ，该化合物属于
（5）该化合物水解时被破坏的是 键，使该键断裂的酶是蛋白酶还是核酸酶？
21 现有一种‘十二肽’，分子式为CXHYNZOD(Z>12).已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸：
CH3—CH—COOH H2N—CH2—(CH2)3—CH—COOH
NH2 NH2
(丙氨酸C3H7NO2) （赖氨酸C6H14N2O2）
HOOC—CH2—CH—COOH CH2 —CH—COOH
NH2 NH2
（天冬氨酸C4H7NO4） （苯丙氨酸C9H11NO2）
将一个十二肽分子彻底水解后，有 个赖氨酸生成；
有 个天冬氨酸生成。
22 下面是生物体的某种物质，请分析回答：
基本元素A
基本元素B 组成生物体的结构物质 消化液中重要成分C
具有免疫功能D
(1) A有 等元素组成。
(2) B的名称叫 ，其通式是 。
（3）C是 ，其作用是 。
（4）D 叫 ，可消除外来蛋白质对身体的 。
（5）由三分子的B结合在一起的过程叫 。该过程共脱去
分子水，形成 个 键。
参考答案与点拨
1C（点拨：糖元是多糖，最终水解为葡萄糖）
2C（点拨：本题考查核酸的种类及其在细胞中的分布，主要测试考生获取知识的能力和理解能力。该题失分的主要原因是审题错误，题目要求回答细胞质中而非细胞核中的糖类和核酸。图示细胞具有细胞壁，可断定为植物细胞（薄壁细胞），所以细胞质内含有的糖类是淀粉。细胞质内的核酸主要是核糖体中的RNA，包括叶绿体，线粒体内的核糖体RNA）
3C （点拨：两个氨基酸脱水缩合时一个氨基酸的羧基脱去羟基，另一个氨基酸分子的氨基脱去氢后而相连接，同时失去一分子水。连接两个氨基酸分子的那个键叫肽键，不可能是
—NH—COO—。
4B （点拨：核苷酸是核酸的基本单位，它是由一分子含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸组成。）
5A（点拨：胰岛素是由内分泌腺——胰岛所分泌的一种蛋白质激素，雄性激素是由性腺分泌的一种固醇类激素。）
6C (点拨：由于该有机物的元素组成中有C,H,O,N,S五种化学元素，所以不可能是脂肪和核酸。因为脂肪是由C,H,O三种元素组成，核酸由C,H,O,N,P五种化学元素组成。故A,D错。氨基酸是小分子化合物，分子量不会达到3..6×104。故B错。)
7 C （点拨：该病原体经各种核酸水解酶处理后，仍具有感染性，说明该病原体的化学成分中无核酸，故基本单位不可能是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。故B,D错。从化学组成上来说，生物体的基本组成物质中都有蛋白质和核酸。该病原体无核酸，那么蛋白质很可能为组成该病原体的化学成分，其基本单位是氨基酸。故C对）
8 D （点拨：由于R基的存在，导致氨基与羧基的数目很难预测）
9 D（点拨：因为一条非环式多肽链，故肽键数目等于17-1=16）
10 C（点拨：四种氨基酸均是单氨基的氨基酸）
11 DNA,RNA C5H10O4 脱氧核糖核酸 DNA 核糖核酸
细胞核 细胞质
12 B（点拨： 本题在于考查学生的操作是否规范，正确，是否注意了不同鉴定试剂使用方法以及不同实验间的差别。斐林试剂与双缩脲试剂所用的溶质相同，且所用的NaOH溶液的溶度相同，但二者所用的CuSO4溶液的质量浓度不同。鉴定还原性糖时，是甲，乙两液现混现用，一次加入。而鉴定蛋白质时要先加入A液，再加入B液。还原糖，蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应，是肉眼可见的。脂肪的鉴定中，由于脂肪滴小且分散在细胞中，所以需要借助显微镜观察。）
13 A（点拨：由图式可以看出，该核苷酸含有尿嘧啶U,而U是存在于RNA中的碱基，DNA中无该碱基，故选A，鸟嘌呤的缩写为G）
14 （1）氨基酸的种类和排列顺序 （2）氨基酸的种类，数目和排列顺序
（3）调控，免疫，运输 ，570 （4） R
NH2 — C—COOH
H
15 (1) ① （2）② （3）加热 (4) A
16 B（点拨：糖元为动物所特有的多糖）
17 B,C,D（点拨：淀粉为植物所特有的多糖，动物和植物细胞内均有葡萄糖，脱氧核糖，核糖）
18 A（点拨：用N的数目减去氨基的数目再加1即可得氨基酸的数目，以多肽E为例，53-3+1=51）
19 蛋白质是生命物质的结构和功能的基础。（点拨：蛋白质是构成细胞和生物体的基本物质，在细胞和生物体内参与并调节各种代谢活动，是生命活动的直接体现者）
20 （点拨：辨认该化合物的关键是分子含c和e两个肽键（—NH—CO—），从而确认是有3个氨基酸发生缩合反应，失去2分子水形成的三肽化合物。氨基的不同区别在—R上，b,d,g为3个不同的—R，因而有3种不同的氨基酸。）
R1 O H R2 O H H
H2N—C— C—— N—C——C—N—C—COOH
1 2 2 3
H H R3
21.Z-12 (D-13)/2
(点拨：本题主要考查学生的观察和综合分析能力。由于形成该十二肽的每个氨基酸分子中含有的氨基和羧基数目不能确定，所以属于条件开放试题。假设形成该十二肽的氨基酸分子都有一个氨基，则形成的十二肽中的氮原子数为12，由于每分子赖氨酸比其它氨基酸多提供一个N原子，因此十二肽中N原子的数目Z=12+赖氨酸的数目，所以赖氨酸的数目=Z-12。假设形成该十二肽的每分子氨基酸都含有一个羧基，则形成该十二肽中O原子数目为12×2-11=13（11为失去水分子中的氧原子数目）。又因为每分子天冬氨酸比其他氨基酸多提供两个O原子，因此十二肽中氧原子的数目D=13+2×天冬氨酸数目，所以天冬氨酸的数目=
(D-13)/2。
22（1）C,H,O,N
（2） 氨基酸 R
NH2—C—COOH
H
（3）酶 消化分解 （4）抗体
（5）脱水缩合 2 2 肽
第二章 单元总结
热点聚焦：
（国际人类蛋白质组计划）
在人类基因组计划完成后，人类基因组绝大部分基因及其功能，都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐明。如果人类能够从个体，器官，组织，细胞等生命系统的各个层次，研究蛋白质的结构和功能，就有可能找到连接基因，蛋白质与发育几有关疾病的纽带，真正揭开人体的奥秘。
2003年12月15日，继人类基因组计划之后的又一项大规模的国际性科技工程——‘人类蛋白质组计划’和由美国科学家牵头的‘人类血浆蛋白质组计划’。‘国际人类蛋白质组’组织的总部设在我国首都北京。这是我国科学家第一次领衔国际重大科研协作计划。
我国是肝病多发的国家之一，每年死于肝病的人数有十万之多，乙型肝炎病毒携带者占人口的比率相当高，每年用于肝病的医疗费用数额巨大。人类肝脏蛋白质组计划的实施，将极大的提高肝病的治疗和预防水平，降低医疗费用，同时，将使我国在以肝炎，肝癌为代表的重大肝病诊断，防治与新药研制领域取得突破性进展，并不断提高我国生物医药产业的创新能力和国际竞争力。
探究性习题剖析：
以下实验研究水分子在植物体内的移动情况。把洋紫苏的茎放在盛有红色染料的烧杯中，3小时侯，把枝条洗干净，并在距枝条底部的不同位置切出切片。含有染料的部分显示有水分经过。实验装置和结果如图所示。
（1） 在不同外界条件下，水分向上运输的速率会有所不同，试改变两种条件，使水分子移动速率加快
（2）给你提供数枝洋紫苏，利用类似上述的实验，研究叶的表面积与水运输速率的关系。
实验步骤：
第一步：
第二步：把洋紫苏的茎放在盛有红色染料的烧杯中。
第三步：2小时后，洗净枝条，并在距离枝条底部的不同位置切出切片。
实验预期：
实验结论：
（点拨：（1）增强光照，提高温度或加大风速（2）实验步骤：第一步 取二枝洋紫苏，一枝留六片叶，一枝留三片叶。
实验预期：相同时间内，六片叶的洋紫苏茎中染料上升的长度约是二片叶的2倍
实验结论：植物运输水的速率与叶的表面积成正比）
综合能力测评：
1.下列属于微量元素的一组是（ ）
A .C H N P Mn B .Cl Fe S N Mg
C .B Cu Zn Mn Mo D .N P K Cu Fe I
2.氢原子和氧原子之间通过共用电子对所形成的化学键是（ ）
A 共价键 B 离子键
C 氢键 D 金属键
3 研究甲状腺功能时放射性同位素是（ ）
A 14C B 131I C 15N D 90Sr
4 细胞内20种氨基酸的区别在于（ ）
A 氨基数目不同 B 羧基数目不同
C R基结构不同 D 肽键数目不同
5 蛋白质和核酸共有的组成元素是 （ ）
A C,H,O,N, P B C,H,O,S
C N,P,K,Mg D C,H,O,N
6 人体免疫球蛋白中,IgG由四条肽键构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是（ ）
A 764和764 B 760和760
D 762和762 D 4 和 4
7 在可溶性还原糖，脂肪，蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择叙述错误的是（ ）
A 马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定
B 花生种子富含脂肪且子叶肥大，是用于脂肪鉴定的好材料
C 大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D 鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料
8 所有的核苷酸都有（ ）
A 核糖 B 脱氧核糖 C 无机盐 D 磷酸
9 细胞内水有自由水和结合水两种形式，它们与细胞的代谢水平及基本生理活性紧密相关，请你利用以下材料或器具证明自由水和结合水的存在及它们的主要生理作用。
材料或器具：刚收获的鲜小麦种子，试管，酒精灯，水，土壤等
10 2004年10月6日瑞典皇家科学院宣布，将本年度的诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙.切哈诺沃，阿夫拉母.赫什科和美国科学家欧文.罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白降解。请阅读下列内容，回答问题。
最初的一些研究发现蛋白质的降解不需要能量。不过，20世纪50年代科学家却发现，同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。70年代末80年代初，今年诺贝尔化学奖得主终于揭开了这一谜底。
这三位科学家发现，一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要的角色。这样多肽由76个氨基酸组成，它就象标签一样，被贴上标签的蛋白质会被运送到细胞内的‘垃圾处理厂’在那里被降解。原来，细胞中存在着E1,E2和E3三种酶，它们各有分工。E1负责激活泛素分子。泛素分子被激活后就送到E2上，E2负责把泛素分子绑在需要降解的蛋白质上。但E2并不认识指定的蛋白质，这就需要E3的帮助。E3具有辨认指定蛋白的功能。当E2携带着泛素分子在E3的指导指引下接近指定蛋白质时，E2就把泛素分子绑在指定蛋白质上。这一过程不断重复，指定蛋白质就被绑了一批泛素分子。这些指定蛋白质被运送到细胞内的一种称为蛋白酶体的结构中。这种结构实际上是一种‘垃圾处理站’它根据绑在指定蛋白质上的泛素分子这种标签决定接受并降解这种蛋白质。这一过程如此复杂，自然需要消耗能量。
（1）泛素中含有的氨基酸最多为 种。
（2） 蛋白质在细胞内降解时需要E1,E2,E3三种酶和蛋白酶体外，还需要
（3） 细胞内蛋白质降解后的最终产物是
（4） 请举例说出人体不需能量的蛋白降解过程，并指出其发生的场所及所需的降解酶？
（5） 通常新合成的蛋白质有30%被泛素调节的蛋白质降解，其原因是：
参考答案与点拨
1 D（点拨：学会具体区分大量元素与微量元素。组成生物体的化学元素，可根据它们在生物体内的含量的不同，分为大量元素和微量元素两大类。含量占生物体总重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。微量元素则通常是指植物生活所必需的，但是需要量很少却很少的一些元素。如：Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo等）
2 C（点拨：氢原子可以与其他带有部分负电性的氧原子或氮原子通过彼此间的相互吸引而形成氢键。氢键属于一种弱键，在决定生物大分子的三维结构上起着重要作用）
3 B（点拨：甲状腺分泌甲状腺激素，碘离子是甲状腺激素的重要成分）
4C
5D（点拨：核酸和蛋白质都是及其重要的生命物质。两者的基本组成元素中都包含C,H,O,N这四种。还应了解，在蛋白质中必含N，核酸除N外还含有P.分析这个问题时，关键是要抓住‘共有’这一点。）
6 D（点拨：此题中的764个氨基酸是一个迷惑条件，有效条件是4条肽链。氨基酸与氨基酸通过肽键相连（如下图所示），图中2表示肽键，由一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合而成，因此在每一条肽链中，至少有一个游离的氨基(图中1)和一个游离的羧基（图中3）分别位于肽链的两端。4条肽链就至少有4个游离的和4个游离的羧基分别位于4条肽链两端）
7A（点拨：选材时，首先要考虑组织中待鉴定物质的含量，其次考虑是否对材料大小有特殊要求。选材时要把握一个原则，即根据实验的原理和目的以及实验材料在实验中的作用来选取，要符合和满足实验要求：现象明显，容易操作，便于观察，来源广泛，容易获得，本题考查学生是否理解本实验的选材要求。用于可溶性还原糖鉴定的材料要求是：（1）含糖量高，且必须是还原性糖（如葡萄糖，麦芽糖，果糖）。（2）颜色较浅或近于白色，便于观察，蔗糖没有还原性，淀粉一般不溶于水且无还原性，他们都不符合要求。马铃薯块茎中含有的糖是淀粉，不合适。用于脂肪鉴定的材料是富含脂肪的种子，花生种子富含脂肪，是用于脂肪鉴定的好材料。用于蛋白质鉴定的材料是富含蛋白质的生物组织，常用的是大豆和鸡蛋青。）
8 D（点拨：脱氧核苷酸是由一分子脱氧核糖，一分子含氮的碱基以及磷酸组成，而核糖核苷酸是由一分子核糖，一分子含氮的碱基以及磷酸组成，所以磷酸是它们共有的成分）
9（1）将险小麦放在阳光下2d，其重量减轻，这是散失自由水的缘故。
（2）将上述的一部分干种子用水浸泡放入土壤中，种子能萌发，说明细胞失去自由水后，仍保持基本生理活性。
（3）干种子不经水浸泡，不能萌发，说明自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛。
（4）将干种子放试管中，并用酒精灯加热，试管壁上有水珠，这部分水便是结合水，将失去结合水的种子经水的充分浸泡，种子也不萌发，说明失去结合水的细胞不具备基本生理活性。
10（1） 20 （2）能量（ATP）
（3）氨基酸
（4） 蛋白质在消化道中的消化是不需能量的蛋白质降解过程，其发生的场所是胃和小肠，所需的降解酶为胃蛋白酶，胰蛋白酶和肽酶
（5）这些新合成的蛋白质为不合格的蛋白质。
第1节 细胞中的原子和分子
几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发生枯萎，即使使用了大量的氮，磷，钾肥也无济于事。后来人门偶然发现牧场里的一小片牧草长势茂盛。原来，这一小片‘绿洲’的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草长的绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需要150g钼就足够了。通过本节的学习，你就能对上述现象作一科学的解释。
学法建议
组成生物体的化学元素常见的主要有20多种，各元素在生物体内的含量差别很大。有些元素含量很大。如C.H.O.N等，有些元素含量很少，比较不同生物体内的元素，发现元素的组成大致相同，但各种元素的含量相差很大。关注，比较生物体的各元素。
（1） 突破重点
列表比较及说明生物体内的各元素
种类 说明
最基本元素 C 动植物体中C都是（相对）最丰富的元素，且是构成有机物的重要元素，地球上的生命是在C元素的基础上建立起来的
基本元素 C H O N 这四种元素在组成生物体的元素中含量最多
主要元素 C H O N P S 组成原生质的重要元素，占原生质总量97％
大量元素 C H O N P S Ca Mg 占生物体总重量万分之一以上的必需元素
微量元素 Fe Mn B Zn Cu Mo 占生物体总重量万分之一以下的必需元素
矿质 大量元素元素 微量元素 N P S K Ca MgFe Mn B Zn Cu Mo Cl 除C H O外，主要由根系从土壤中吸收的元素（表中列表的是必需矿质元素）
必需元素 C H O N P S Ca Mg Fe Mn B Zn Cu Mo Cl 动植物生命活动中所必不可少的大量或微量的各种元素，由此我们能理解，生物体的有些元素未必是生命活动必不可少的，例如：植物的必需元素可通过‘溶液培养法’来测定
[易错点提示：]微量元素在生物体内含量虽然很少。但是，它仍是生物生活所必需的，是维持正常生命活动不可缺少的，一旦缺乏将会影响生物体生命活动的正常进行，甚至会发生病变。
(二) 区别几个重要的概念
原子：是物质的基本单位，由原子核和外周电子构成，原子核又由中子和质子构成
分子：是保持物质化学性质的一种微粒。除稀有气体和单质金属等以单原子状态存在外，分子一般是由两个或两个以上的原子构成
结合水：这部分水与细胞的其它物质相结合，不能自由流动，故称为结合水
自由水：是指以游离的方式存在的，可以自由流动的水
[感悟规律：]水在细胞中有两种存在方式，一种是结合水，约占全部水分的4.5％，另一种是自由水，占细胞内全部水分的95%以上。
自由水和结合水相对含量的高低决定着生物体的细胞，组织，器官或系统的代谢强弱以及衰老程度和固有形态。一般地说，代谢较旺盛的幼嫩部位，柔软部位，其自由水相对含量较多；代谢迟缓或休眠时期，衰老部位，坚硬部位，结合水含量减少则是生命体衰老的先兆。人体的某些组织的含水量虽然近似，但形态却不同。如心肌含水量约为79%而呈坚韧形态，血液含水量82%则是川流不息的液态。
细胞中绝大部分水以游离的形式存在，可以自由流动，这部分水就是自由水。水分子具有极性，相邻的水分子通过氢原子和氧原子之间的吸引力可形成氢键。是良好的溶剂，养料，废物，激素，维生素等多种物质的运输都是溶于水中进行的。并且自由水是细胞内各种化学反应的介质。水的比热，汽化热比较高，是调节体温的良好物质。
潜能开发
例1 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 感悟规律：
B. 结合水/自由水的比值会升高 自由水参与细
C. 结合水/自由水的比值会降低 胞中各种代谢作
D. 结合水/自由水的比值会不变 用。如光合作用
[解析]本题要解决的是结合水与自由水的作用，在正确了 ，呼吸作用，有
解他们的功能后，即可选出答案。本题将常见的水的功能 机物的合成和分
作一种数学处理。这也是能力考察的一种方式。自由水占 解过程等。在代
细胞鲜重绝大部分，是细胞良好溶剂，有利于运输，有利 谢旺盛的细胞中
于生物化学反应，所以生命活动旺盛的细胞，自由水含量 自由水含量一般
就高，结合水/自由水比值就大。而象干种子的细胞内所含 较多
的主要是结合水，干种子只有吸足水分，获得大量的自由水，
才能进行旺盛的生命活动——萌发。抗旱性强的植物，细胞
内结合水含量就高。
[答案]C
例2 下表是人体内和玉米植株含量较多的化学元素，请回答：
元素 人 玉米
C 43.57 55.99
O 44.43 14.62
H 6.24 7.46
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
(1)从表中可知，组成人体和玉米的基本元素是 此外还有
（2）从表中看出，人和玉米组成元素种类 ，但化学元素的
相差很大。
[解析]这是一道图表分析题，从表中可以看出组成生物的基本元 感悟规律：
素是C，此外还有H.O.N;这可以看出不同生物体组成元素种类 讨论生活在沙漠中
大体相同，但元素含量却相差很大。 的仙人掌和海洋中
[答案]（1）C; H.O.N (2) 大体相同； 含量 鲸，组成他们的化
学元素是否大体相同？各种化学元素在这两种生物体中的含量有没有差别？
[例3]体液中Ca离子含量太低时，神经肌肉的因兴奋性升高而出现 感悟规律：
抽搐，这一事实说明Ca离子的生理功能之一是（ ） 无机离子对维持细
A 构成细胞的组成成分之一 胞的形态也有重要
B 维持细胞的正常形态 作用。如：做血涂
C 维持细胞的正常生理功能 片若用清水稀释
D 调节渗透压和酸碱平衡 血液，则血细胞经
[解析]神经肌肉的应激性，需要体液中无机离子维持一定的比例 过一段时间会胀破
当钙离子，镁离子，氢离子浓度升高时，应激性降低；当 ，若用10%的盐水
钙离子过低时，应激性升高，手足抽搐。这一事实说明钙 稀释，血细胞经过
离子对维持细胞的正常生理功能有重要作用。另外钙离子 一段时间会皱缩。
是人体骨和牙齿的主要成分
[答案]C
[例4] 科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中
添加了多种元素。其配方如下：
离子 培养液浓度（m.mol/L
K+ 1
Na+ 1
Mg2+ 0.25
Ca2+ 1
NO- 2
H2PO3- 1
SO42- 0.25
Zn2+ 1
其中根细胞吸收最少的离子是 （ ） 感悟规律：
A Ca2+ B SO42- C Zn2+ D H2PO3- 正确解答本题的关
[解析] 考查生物体内的大量元素和微量元素。根据组成生物 键是掌握常见的大
体的化学元素在生物体内的含量不同，分成大量元素和和微 量元素和微量元素
量元素。由于植物体内含有大量的Ca,S,P等元素，这些元素 种类，只有准确的
只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca,S,P的 找出表中的微量元素
离子分别为Ca2+，SO42-，H2PO3-，因此花卉对这些离子吸 ，才能找准该题的
收量较大。而Zn属于微量元素，因此花卉对Zn2+的吸收量 切入点
最少。
[答案]C
体验探究
[例5]分析下列两个表格并得出结论：
表一：一些动物体的含水量（%）
生物 水母 鱼类 蛙类 哺乳类
含水量 99 83 78 65
表二：人体组织器官的含水量（%）
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量 10 22 76 79 83 84
[探究思路]
（1） 从表一可知，在各种动物体内的含水量不同，且呈这样的规律：动物的含水量按照从水生到陆生这一顺序递减
（2） 从表二可知，人体组织器官的新陈代谢越旺盛，含水量越多
（3） 从表二可知，心脏和血液的含水量仅差4%。但心脏是坚实的，而血液却是流动的，因水分子可以以自由水和结合水两种形式存在于细胞中
学力测评
双基复习巩固
1 在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的一环，这是因为水在生命中的意义（ ）
A 水可以降温 B 水在生物体内可以流动
C 水能与蛋白质结合 D 生化反应必须在水中进行
2 在健康人体的血浆中，[HCO￣]约为[HCO3]的20倍，如果[HCO￣]/ [HCO3]<15时，立刻发生酸中毒。此例说明无机盐具有（ ）
A 调节细胞渗透压 B调节细胞的PH
C组成细胞的结构 D 维护细胞正常形态
3 几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发生枯萎，即使使用了大量的氮，磷，钾肥也无济于事。后来人门偶然发现牧场里的一小片牧草长势茂盛。原来，这一小片‘绿洲’的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草长的绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需要150g钼就足够了。下列关于这一现象的解释正确的是（ ）
A 钼是植物必需的矿质元素 B 钼是植物必需的大量元素
C 钼是一种高效肥料 D 钼是植物在植物生长发育过程中的作用是可以替代的
4 下面是生命必需元素（黑框中的元素）在元素周期表中的分布，我们能从中得到的信息是（ ）
A 在人体内找到了60多种元素
B 体内含量小于0.01%的元素是微量元素
C 生物界与非生物界具有统一性
D Na对于植物来说不是必需的
5 组成人体主要元素是（ ）
A C,H,O,N,Fe,P B H,O,K,S,P,Mg
C C,P,O,S,H,N D N,P,K,Ca,S,Zn
6 某细胞中自由水和结合水的比值为95:5。若适当提高温度，在水分总量不变的情况下，两中水的含量变化是（ ）
A 自由水增多，结合水减少 B自由水减少，结合水增多
C自由水，结合水均增多 D自由水，结合水均减少
7 （2004江苏高考题）下列有关组成生物体化学元素的论述中，正确的是（ ）
A 组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多
B 人，动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C 政策生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D 不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
8 在下列组成活细胞的基本元素中，含量关系由多到少的顺序正确的是（ ）
A C>H>O>N B C>O>H>N
C O>C>N>H D O>C>H>N
9 下面是生物科技小组设计的一种植物（玉米）在全素与缺素时的水培实验方案。请仔细观察分析方案中的图表资料后，回答下列问题：
植物生长需要的各种主要元素无机盐实验用培养液配制一览表
培养液（毫克/升药品 甲 乙 丙 丁
硝酸钙 1
硝酸氨 0.16 0.24
硝酸钾 0.2
磷酸二氢钾 0.25 0.25
磷酸一氢钾 0.17
氯化钾 0.25 0.08
硫酸镁 0.25 0.25 0.25 0.25
氯化铁 0.125 0.125 0.125 0.125
硫酸钙 0.52 0.52 0.34
植物所需元素的作用及其缺乏时的症状
元素 作用 缺素时症状
氮 1.制造蛋白质的原料2.叶绿素的重要元素3.其他 1.叶转黄色2.植株矮小3.不能正常开花结果
磷 1.为核蛋白的成分2.为酶的成分及代谢作用所必须的元素3.构成细胞膜的成分 1.叶深绿而灰暗，叶背红紫色2.代谢失调，生长不良
钾 1.激发酶的活动，维持正常的代谢活动2.为多种酶的成分 1.叶转黄绿2.生长缓慢，茎较纤细3.成熟期不齐，产量很低
（1） 该实验方案的目的是
（2） 参照下图，回答问题：
A组实验在实践过程中起 作用，培养一段时间后观察发现B,C,D组将会出现一定的缺乏症，其中B组植株的症状是
（3）如果要使实验更加严密，还可以再设计二次对照，请用简明的文字说明设计二次对照的方法。
10美国科学家保罗.劳特布尔和英国科学家彼得.曼斯菲尔德因发明了核磁成象技术而获得2003年诺贝尔生理医学奖。磁共振成象的基本原理是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子粒，引起氢原子核共振，经计算机处理获得图象
水是氢和氧原子组成的，人体中不同的组织或器官所含的水分是不一样的。许多病毒会导致人体组织和器官所含水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图象中反映出来。
（1） 人体中含量最多的化合物是
(2) 衰老的细胞中自由水/结合水的比值变化趋势为曲线
（注：纵坐标为自由水/结合水的比值，横坐标为时间）
参考答案与点拨
1 D（点拨：水是良好的溶剂，许多生物体内的生物化学反应必须在水中进行。本题考查水的生理功能，没有水就没有生命。）
2 B（点拨：缓冲液可以调节细胞的酸碱度，保持酸碱平衡）
3 D（点拨：首先提取题中的信息：原来长势不良的牧草，被钼矿矿工经过以后，牧草长得十分茂盛。经过分析，一方面说明矿工经过后，留下钼矿粉。另一方面钼对牧草的生长发育有不可替代的作用。）
4 C（点拨：组成生物体的化学元素大约有20多种，故A不对。体内需要量在万分之一以下的元素，称大微量元素，但从表中并不能得出这一信息，故B不对。Na对于植物来说不是必需的，但从表中也不能得出这一信息，故D不对。从图中可以看出：组成生物体的26种化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。这说明生物界与非生物界具有统一性。
5 C（点拨：构成人体的主要元素为C,H,O,S,P,N,约占95%）
6 A（点拨：适当提高温度新陈代谢旺盛，自由水增多，结合水减少）
7 C（点拨：组成生物体的化学元素自然界中都可以找到，没有一种是自然界所特有的；组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量相差很大，而且不同种的生物之间 各元素的含量也不同）
8 D (点拨：根据自然界客观事实)
9（1）验证N,P,K是植物所必需的元素
（2）对照 叶转黄色，植株矮小，不能正常开花结果
（3）H,O,N,P,S,K,Ca,Mg N,P,S,K,Ca,Mg
(4)在缺素培养液中加入相应的元素，观察植株的缺乏症是否得到改善和消除。（点拨：实验原理：C,H,O三种元素可组成的无机物有H2O,CO2等，因此，在实验过程中只要能检测到H2O,CO2即可证明。
实验过程：将生物体在隔绝空气的条件下加热，可发现有含碳化合物形成，即碳；同时可在试管壁上观察到有水珠出现，说明有水，即含有H,O元素。本题答案不唯一，其它合理答案也可以）
10 （1）水（2）d（点拨：本题是以2003年诺贝尔生理或医学奖成果为材料背景，考查细胞的化学成分，自由水含量的动态变化，主要测试考生的理解能力和推理能力，体现了‘材料在书外，原理在书内’的特点。一般地，细胞及生物体中的结合水相对稳定；而自由水在细胞及生物体生命周期中呈动态变化——代谢旺盛，自由水相对增多，因为酶只有在自由水环境中才能表现出活性，并且自由水增多有利于物质的交换。衰老的细胞表现为自由水减少，酶活性降低，代谢减慢等特征。）
第2章 细胞的化学组成
第2节 细胞中的生物大分子
臭豆腐是闻着臭，吃着香。闻着香的原因是因为蛋白质在分解过程中产生了硫化氢——一种有腐蛋性臭味的气体。吃着香是因为鲜豆腐经过霉菌发酵，里面含有蛋白质，有一部分被分解成各种氨基酸，如谷氨酸，所以吃起来味道很鲜美，那么蛋白质的构成到底如何呢？
学法建议
（一）突破重难点
构成细胞的各种生物大分子在细胞中的存在形式不同，所具有功能也不同。
一. 糖类
1.组成元素：C,H,O
2.种类：单糖，二糖和多糖
3.功能：糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质。
二.脂类
1.组成元素：C,H,O三种元素，有些种类还含有N,P等元素。
2.种类：脂肪，类脂，固醇。
3.功能：脂肪是生物体内主要的储存能量的物质。此外脂肪还具有减少热量散失，维持体温恒定，减少摩擦和缓冲压力的作用。磷脂是构成生物膜的主要成分。胆固醇，性激素，维生素D等对于维持生物体正常的新陈代谢和生殖过程起着重要的调节作用。
三.蛋白质
1.组成元素：C,H,O,N四种元素，有些种类还含有P,S 等元素。
2.基本单位：氨基酸，组成蛋白质的氨基酸共有20种。
3.分子结构：由许多个氨基酸分子通过脱水缩合而成的具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质的分子结构极其多样性。
4.主要功能：（1）有些是构成细胞和生物体的重要物质（2）有些蛋白质有催化作用（3）有些蛋白质有运输作用（4）有些蛋白质有调节作用（4）有些蛋白质有免疫作用
四.核酸
1.组成元素：C,H,O,N,P
2.基本单位：核苷酸
3.种类：根据所含五碳糖将核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。
4.功能：是遗传信息的载体，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。
[易错点提示]
多肽和蛋白质的区别：
多肽是由多个氨基酸分子缩合而成的化合物。而蛋白质是由一条或几条多肽链经折叠，盘曲，再按照特殊的方式组合而成的有一定空间结构的高分子化合物。两者的主要区别是：
（1）多肽和蛋白质的相对分子质量有差异。多肽的相对分子质量通常小于一万，而蛋白质的相对分子质量一般在一万到一百万之间或更大些。
（2）多肽和蛋白质的结构有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋白质具有一定的空间结构。因此，多肽往往是无生物活性的，而蛋白质是具有生物活性的。
（3）一条刚刚从核糖体中合成的多肽链可以叫做多肽，但不能称之为蛋白质。
（4）蛋白质是由多肽链与其他物质结合而成，多肽却只是多个氨基酸的集合体，所以结构复杂的蛋白质，在功能上也远比多肽复杂。
(二) 区别几个重要的概念
核苷酸：核酸的基本组成单位，一个核苷酸分子是由一个分子的含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸组成
氨基酸：是构成蛋白质的基本组成单位，组成蛋白质的主要氨基酸约有20多种
缩合：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH3）相连接，同时失去一分子水的结合方式叫缩合
聚合：单体结合成高分子化合物，同时析出小分子副产物的过程。就核酸分子形成言
，是指许多核苷酸形成核酸分子的过程。
二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫二肽。
多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物叫多肽。
肽键：连接两个氨基酸分子的那个键（—NH—CO—）叫肽键
肽链：多肽通常呈链状结构又叫肽链。
（2） 潜能开发 感悟规律：
[例1] 地球上数量最多
下列物质属于糖类的是 （ ） 的有机物是糖类
A 磷脂 B 维生素 C 纤维素 D 雄性激素 ，糖类中又以纤
[解析]考查有机物分类的知识。维生素D，雄性激素属于固醇类物质， 维素所占比率最大
磷脂属于类脂。只有纤维素属于糖类中的多糖。 。约占植物界碳素
[答案]C 总量的50%以上。
纤维素分子呈不分支的长链。人没有纤维素酶，不能消化纤维素，但纤维素成分能刺激肠道蠕动，或减少癌的发生。
[例2]
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的 感悟规律：
调节作用的是 （ ） 俗话说：“胖子怕
A 脂肪 B 磷脂 C 固醇 D 维生素D 热，瘦子怕撞”体
[解析]本题考查脂质物质的功能，脂肪主要是生物体内储存能量的物质。 现了人体内的脂肪
此外，高等动物和人体内的脂肪，还有减少身体热量散失，维持体温恒 具有减少热量散失
定，减少内部器官之间的摩擦和缓冲外界压力的作用。磷脂主要是构成 和缓冲外界压力的
生物膜的基本成分。固醇对维持生物体的正常代谢和生殖过程起着积极 的作用。
的调节作用，维生素D属于固醇。
[答案]C
[例3] 感悟规律：
谷胱甘肽（分子式：C10H17O6N3S）是存在与动植物和微生物细胞中 运用原子数受恒求
一种重要三肽，它是由谷氨酸（C5H9O4N）甘氨酸（C2H5O2N）和半 解；注意缩合脱去
胱氨酸缩合而成的；则半胱氨酸可能的分子式为（ ） 2分子水。
A C3H3N B C3H5ONS C C3H7O2NS D C3H3O2NS
[解析]以碳为例C10—C5—C2=C3,由此类推即可得到答案。
[答案]C
[例4]
下面是三种氨基酸的结构式，由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物 感悟规律：
中，含有氨基，羧基和肽键的数目依次是 （ ） （1）脱水反应在
H H 化学上称为缩聚反
应，在细胞内进行
NH2 — C—COOH NH2— C—CH2—COOH 的场所是核糖体，
而且是在mRNA
CH3 COOH 的指导下，有
tRNA参与才能完
H 成。
（2）一条执行特殊
NH2— C—CH2—OH 生理功能的蛋白质
可以是由一条肽
COOH 链组成（如生长
A 1,1,2 B 1,1,3 C 1,2,2 D 2,2,2 激素是由191个
[解析]本题考查氨基酸分子的基本结构以及氨基酸连接成多肽链的方式 氨基酸组成的一条
等方面的知识。第一，每个氨基酸分子结构中，至少有一个氨基和一个 肽链），也可以由多
羧基连在同一个C原子上，但并不是都只有一个氨基和一个羧基；第 条肽链组成（如胰
二，在一条肽链中所形成的肽键数目跟失去水分子的数目一样，为氨基 岛素是由51个氨基
酸个数-1；第三，每形成一个肽链就要失去一个氨基和一个羧基。因此 酸，二条肽链组成
，氨基和羧基的数目均为构成多肽链数值，则该题中肽键数目为3-2=1 的。血红蛋白是由
，氨基的数目为3-1=2个，羧基的数目为4-2=2个。 574个氨基酸，四
[答案]C 条多肽链组成的。
[例6]
下列有关核酸的叙述中，正确的是（ ） 感悟规律：
A 除病毒外，一切生物都有核酸存在。 化学上常运用降解的
B 核酸是由C,H,O,P等元素组成的化合物。 方法研究物质组成。
C 核酸是一切生物的遗传物质。 核酸的酶促降解是
D 组成核酸的基本单位是脱氨核苷酸 由两大类酶催化作用
[解析]本题考查核酸的组成元素，基本组成单位和功能等基础知识， 的：核酸酶和限制性
属识记水平的试题。核酸是由C,H,O,N,P等五种元素组成的一种高 内切酶
分子化合物，分为核糖核酸和脱氧核糖核酸两大类。前者的基本单
位是核糖核苷酸，后者的基本组成单位是脱氧核苷酸。核酸是一切
生物的遗传物质，包括病毒在内，所有病毒内也存在核酸。
[答案]C
体验探究
[例6]麦芽糖鉴定实验中所用的斐林试剂与蛋白质鉴定中的双羧脲试剂的区别？
[探究思路]
（1）溶液的浓度不同：斐林试剂中CuSO4的浓度为0.05g/ml. 双羧脲试剂中CuSO4的浓度为0.01g/ml
(2) 试剂配方不同：斐林试剂是0.05g/ml CuSO4和0.1g/mlNaOH溶液混合而成的，双羧脲试剂是将3—4滴0.01g/ml CuSO4溶液滴入2ml 0.1g/mlNaOH溶液混合而成的。
（3）使用的原理不同：斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)2,溶液，双羧脲试剂实质是碱性环境下的Cu离子
（4）使用方法不同：使用的斐林试剂极不稳定，要现配现用，先混合后一次加入，在水浴加热时，试管底部不要触及烧杯底部，以防止试管受热不均匀而爆裂。试管口也不要对着自己或他人，防止沸腾的溶液冲出试管造成伤害。双羧脲试剂的使用方法则不同，应该先加入试剂A，一定要充分振荡试管，使蛋白质与NaOH溶液混合均匀。否则，加试剂B后，NaOH就会与Cu(SO)4发生反应，生成兰色的Cu(OH)2沉淀 。
[例7]用下列实验材料做特定的实验，从理论上讲是否成功？
（1）用绿色叶片做还原性糖的鉴定实验
（2）用新鲜牛奶做蛋白质鉴定实验
（3）用蓖麻种子做脂肪鉴定实验
[探究思路]
绿色叶片中含叶绿素等色素，会影响实验结果的观察。新鲜牛奶中含有大量的蛋白质。蓖麻种子含有较多的脂肪，种子相对也比较大，便于徒手切片。
[例8]某种酶能使蛋白质中的肽链水解，作用的部位是蛋白质中的肽键，
C6H5—CH—NH—CO—C6H5
HO—CH—COOH
一般是肽键断裂。假使该种酶也能时上述物质水解，则断裂的键应为
，水解后形成的产物分别是 ，根据生物知识判断
它们是不是氨基酸？为什么？ 。
[探究思路]
由题意可知作用的部位应为 —NH—CO—，所以水解后形成的产物分别是
C6H5—CH—NH2
和 C6H5COOH, 而氨基酸必需是有氨基和羧基连接
HO—CH—COOH
在同一碳原子上。
学力测评
双基复习巩固
1 糖元经酶的催化作用最终水解为（ ）
A 乳糖 B 果糖 C 葡萄糖 D 二氧化碳和水
2 如图是某些生物组织示意图，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是（ ）
A 糖元和RNA B 淀粉和DNA C 淀粉和RNA D糖元和DNA
3 下列各种肽键的写法中不正确的是（ ）
A —CO—NH— B —NH—CO—
C —NH—COO— D O H
—C——N—
4由一分子含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸所形成的化合物是（ ）
A 核酸 B 核苷酸
C DNA D 脱氧核苷酸
5 胰岛素和雄性激素的化学成分分别是（ ）
A 蛋白质，固醇类 B蛋白质，糖类
C 脂质，糖类 D固醇类, 磷脂
6 经化学分析法测得某种有机物的平均相对分子量为3.6×104 ，其元素组成及含量如下：
C—54.393% O—20.518% H—6.714% S—1.621% N—16.754%，该物质最可能是 （ ）
A 脂肪 B 氨基酸
C 蛋白质 D 核酸
7 研究疯牛病的病原体时，经各种核酸水解酶处理后，该病原体仍具有感染性，从生命的化学本质来看，组成该病原体的化学成分的基本单位可能是（ ）
A 葡萄糖 B 脱氧核苷酸、
C 氨基酸 D 核糖核苷酸
8 将蛋白质分子完全水解，检测所有氨基酸分子中的氨基和羧基，两者的数量关系可能是（ ）
A 相等 B 氨基多于羧基
C 氨基少于羧基 D 很难预测
9 分子式为C63H103O45N17S2的一条非环式多肽链中，最多含有肽键的个数是（ ）
A 15 B 18 C 17 D 16
10有一多肽，分子式为C55H70O19N10,将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，该多肽含多少个肽键（ ）
CH2—CH2—CH—COOH —CH2—CH—COOH
COOH NH2 NH2
谷氨酸 苯丙氨酸
NH2—CH2—COOH CH3—CH—COOH
NH2
甘氨酸 丙氨酸
A 7 个 B 8个 C 9个 D 10个
11 核糖和脱氧核糖都是五碳糖，他们分别是 和 的组成成分，若核糖的分子式为C5H10O5,则脱氧核糖的分子式是 。核酸有两大类，一类含脱氧核糖的叫 ，简称 ；另一类含核糖的叫 ，简称
。前者主要存在于 中，后者主要存在于 中。
12 下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（ ）
A 用于鉴定还原性糖的试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B 脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
C 鉴定还原性糖时，需加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液
D 用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A和B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现混现用
13成核酸的单位 P U它的全称是 （ ）
A 尿嘧啶核糖核苷酸
B尿嘧啶核苷酸
C尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
D鸟嘌呤核糖核苷酸
14 用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如下表：
几种蛋白质的氨基酸数目
化合物 多肽化合物 蛋白质
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）
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 牛胰蛋白酶 人胰岛素 免疫球蛋白IG 人血红蛋白
氨基酸数目 9 9 9 10 13 22 223 51 60 574
（1） 表中（1），（2），（3）的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的 不同。
（2）表中（3）与（4），（5）与（6）虽功能相似，但各自具有专一性，它们之间的差异主要取决于
（3）.（8）的生理功能说明蛋白质具有 作用；（9）的生理功能说明蛋白质具有
作用；（10）的生理功能说明蛋白质具有 作用；（10）有四条肽链，574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成 分子水。
（4）组成上述10中化合物的所有氨基酸所共有的结构是
（5）这些实例说明蛋白质的分子结构具有 ，这种特点决定了
。
15 实验室有四种试剂：（1）质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液（2）质量浓度为0.01g/ml的NaOH溶液（3）质量浓度为0.05g/ml的Cu(SO)4溶液 (4) 质量浓度为0.01g/ml的Cu(SO)4溶液,利用上述试剂做还原性糖的鉴定和蛋白质的鉴定实验，请回答：
（1）两实验中都需要使用的试剂是 （填数字）
（2）两实验中都不需要使用的试剂是 （填数字）
（3）在还原性糖的鉴定实验中使用而蛋白质的鉴定中不需要使用的实验装置是
装置。
（4）在做蛋白质鉴定的实验时，下列操作正确的是（ ）
A 先加入双缩脲试剂A,再加入双缩脲试剂B, 双缩脲试剂B的用量较少
B先加入双缩脲试剂B,再加入双缩脲试剂A, 双缩脲试剂A的用量较少
C先加入双缩脲试剂A,再加入双缩脲试剂B, 双缩脲试剂A的用量较少
D先加入双缩脲试剂B,再加入双缩脲试剂A, 双缩脲试剂B的用量较少
16 把一小块生物组织捣碎后，经化学分析，含有水，蛋白质，DNA和糖元等物质，由此可判断该生物组织是下列何种生物的（ ）
A 小麦 B 家兔 C 病毒 D 豌豆
17（多选题）下列既存在于动物细胞内又存在于植物细胞内的单糖是（ ）
A 淀粉 B 葡萄糖 C 脱氧核糖 D 核糖
18 分析多肽E和多台F得到以下结论（单位：个）
元素或基团 C H O N 氨基 羧基
多肽 E 201 348 62 53 3 2
多肽F 182 294 55 54 6 1
两种多肽中氨基酸的数目最可能是：
选项 A B C D
多肽 E 51 58 199 340
多肽F 49 53 181 281
19 细胞中的糖类，脂质和蛋白质都可作为能源物质，但动物若长时间严重饥饿而需要大量分解蛋白质来获得能量时，就会危及生命，其原因是
。
20 据下图所示的化合物结构简式，请回答问题：
NH2 d
C=O
e
b CH3 H CH2 O H H
H2N—C—C—N—C——— C—N—C— COOH f
a
H O H CH2
c
COOH g
(1)该化合物中有 个氨基和 个羧基。
（2）该化合物中有 种氨基酸，形成这种不同氨基酸的基团编号是
（3）该化合物是由 个氨基酸失去 分子而成的，这种反应叫做
。
（4）该化合物中有 个肽键，编号是 ，该化合物属于
（5）该化合物水解时被破坏的是 键，使该键断裂的酶是蛋白酶还是核酸酶？
21 现有一种‘十二肽’，分子式为CXHYNZOD(Z>12).已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸：
CH3—CH—COOH H2N—CH2—(CH2)3—CH—COOH
NH2 NH2
(丙氨酸C3H7NO2) （赖氨酸C6H14N2O2）
HOOC—CH2—CH—COOH CH2 —CH—COOH
NH2 NH2
（天冬氨酸C4H7NO4） （苯丙氨酸C9H11NO2）
将一个十二肽分子彻底水解后，有 个赖氨酸生成；
有 个天冬氨酸生成。
22 下面是生物体的某种物质，请分析回答：
基本元素A
基本元素B 组成生物体的结构物质 消化液中重要成分C
具有免疫功能D
(1) A有 等元素组成。
(2) B的名称叫 ，其通式是 。
（3）C是 ，其作用是 。
（4）D 叫 ，可消除外来蛋白质对身体的 。
（5）由三分子的B结合在一起的过程叫 。该过程共脱去
分子水，形成 个 键。
参考答案与点拨
1C（点拨：糖元是多糖，最终水解为葡萄糖）
2C（点拨：本题考查核酸的种类及其在细胞中的分布，主要测试考生获取知识的能力和理解能力。该题失分的主要原因是审题错误，题目要求回答细胞质中而非细胞核中的糖类和核酸。图示细胞具有细胞壁，可断定为植物细胞（薄壁细胞），所以细胞质内含有的糖类是淀粉。细胞质内的核酸主要是核糖体中的RNA，包括叶绿体，线粒体内的核糖体RNA）
3C （点拨：两个氨基酸脱水缩合时一个氨基酸的羧基脱去羟基，另一个氨基酸分子的氨基脱去氢后而相连接，同时失去一分子水。连接两个氨基酸分子的那个键叫肽键，不可能是
—NH—COO—。
4B （点拨：核苷酸是核酸的基本单位，它是由一分子含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸组成。）
5A（点拨：胰岛素是由内分泌腺——胰岛所分泌的一种蛋白质激素，雄性激素是由性腺分泌的一种固醇类激素。）
6C (点拨：由于该有机物的元素组成中有C,H,O,N,S五种化学元素，所以不可能是脂肪和核酸。因为脂肪是由C,H,O三种元素组成，核酸由C,H,O,N,P五种化学元素组成。故A,D错。氨基酸是小分子化合物，分子量不会达到3..6×104。故B错。)
7 C （点拨：该病原体经各种核酸水解酶处理后，仍具有感染性，说明该病原体的化学成分中无核酸，故基本单位不可能是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。故B,D错。从化学组成上来说，生物体的基本组成物质中都有蛋白质和核酸。该病原体无核酸，那么蛋白质很可能为组成该病原体的化学成分，其基本单位是氨基酸。故C对）
8 D （点拨：由于R基的存在，导致氨基与羧基的数目很难预测）
9 D（点拨：因为一条非环式多肽链，故肽键数目等于17-1=16）
10 C（点拨：四种氨基酸均是单氨基的氨基酸）
11 DNA,RNA C5H10O4 脱氧核糖核酸 DNA 核糖核酸
细胞核 细胞质
12 B（点拨： 本题在于考查学生的操作是否规范，正确，是否注意了不同鉴定试剂使用方法以及不同实验间的差别。斐林试剂与双缩脲试剂所用的溶质相同，且所用的NaOH溶液的溶度相同，但二者所用的CuSO4溶液的质量浓度不同。鉴定还原性糖时，是甲，乙两液现混现用，一次加入。而鉴定蛋白质时要先加入A液，再加入B液。还原糖，蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应，是肉眼可见的。脂肪的鉴定中，由于脂肪滴小且分散在细胞中，所以需要借助显微镜观察。）
13 A（点拨：由图式可以看出，该核苷酸含有尿嘧啶U,而U是存在于RNA中的碱基，DNA中无该碱基，故选A，鸟嘌呤的缩写为G）
14 （1）氨基酸的种类和排列顺序 （2）氨基酸的种类，数目和排列顺序
（3）调控，免疫，运输 ，570 （4） R
NH2 — C—COOH
H
15 (1) ① （2）② （3）加热 (4) A
16 B（点拨：糖元为动物所特有的多糖）
17 B,C,D（点拨：淀粉为植物所特有的多糖，动物和植物细胞内均有葡萄糖，脱氧核糖，核糖）
18 A（点拨：用N的数目减去氨基的数目再加1即可得氨基酸的数目，以多肽E为例，53-3+1=51）
19 蛋白质是生命物质的结构和功能的基础。（点拨：蛋白质是构成细胞和生物体的基本物质，在细胞和生物体内参与并调节各种代谢活动，是生命活动的直接体现者）
20 （点拨：辨认该化合物的关键是分子含c和e两个肽键（—NH—CO—），从而确认是有3个氨基酸发生缩合反应，失去2分子水形成的三肽化合物。氨基的不同区别在—R上，b,d,g为3个不同的—R，因而有3种不同的氨基酸。）
R1 O H R2 O H H
H2N—C— C—— N—C——C—N—C—COOH
1 2 2 3
H H R3
21.Z-12 (D-13)/2
(点拨：本题主要考查学生的观察和综合分析能力。由于形成该十二肽的每个氨基酸分子中含有的氨基和羧基数目不能确定，所以属于条件开放试题。假设形成该十二肽的氨基酸分子都有一个氨基，则形成的十二肽中的氮原子数为12，由于每分子赖氨酸比其它氨基酸多提供一个N原子，因此十二肽中N原子的数目Z=12+赖氨酸的数目，所以赖氨酸的数目=Z-12。假设形成该十二肽的每分子氨基酸都含有一个羧基，则形成该十二肽中O原子数目为12×2-11=13（11为失去水分子中的氧原子数目）。又因为每分子天冬氨酸比其他氨基酸多提供两个O原子，因此十二肽中氧原子的数目D=13+2×天冬氨酸数目，所以天冬氨酸的数目=
(D-13)/2。
22（1）C,H,O,N
（2） 氨基酸 R
NH2—C—COOH
H
（3）酶 消化分解 （4）抗体
（5）脱水缩合 2 2 肽
第二章 单元总结
热点聚焦：
（国际人类蛋白质组计划）
在人类基因组计划完成后，人类基因组绝大部分基因及其功能，都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐明。如果人类能够从个体，器官，组织，细胞等生命系统的各个层次，研究蛋白质的结构和功能，就有可能找到连接基因，蛋白质与发育几有关疾病的纽带，真正揭开人体的奥秘。
2003年12月15日，继人类基因组计划之后的又一项大规模的国际性科技工程——‘人类蛋白质组计划’和由美国科学家牵头的‘人类血浆蛋白质组计划’。‘国际人类蛋白质组’组织的总部设在我国首都北京。这是我国科学家第一次领衔国际重大科研协作计划。
我国是肝病多发的国家之一，每年死于肝病的人数有十万之多，乙型肝炎病毒携带者占人口的比率相当高，每年用于肝病的医疗费用数额巨大。人类肝脏蛋白质组计划的实施，将极大的提高肝病的治疗和预防水平，降低医疗费用，同时，将使我国在以肝炎，肝癌为代表的重大肝病诊断，防治与新药研制领域取得突破性进展，并不断提高我国生物医药产业的创新能力和国际竞争力。
探究性习题剖析：
以下实验研究水分子在植物体内的移动情况。把洋紫苏的茎放在盛有红色染料的烧杯中，3小时侯，把枝条洗干净，并在距枝条底部的不同位置切出切片。含有染料的部分显示有水分经过。实验装置和结果如图所示。
（1） 在不同外界条件下，水分向上运输的速率会有所不同，试改变两种条件，使水分子移动速率加快
（2）给你提供数枝洋紫苏，利用类似上述的实验，研究叶的表面积与水运输速率的关系。
实验步骤：
第一步：
第二步：把洋紫苏的茎放在盛有红色染料的烧杯中。
第三步：2小时后，洗净枝条，并在距离枝条底部的不同位置切出切片。
实验预期：
实验结论：
（点拨：（1）增强光照，提高温度或加大风速（2）实验步骤：第一步 取二枝洋紫苏，一枝留六片叶，一枝留三片叶。
实验预期：相同时间内，六片叶的洋紫苏茎中染料上升的长度约是二片叶的2倍
实验结论：植物运输水的速率与叶的表面积成正比）
综合能力测评：
1.下列属于微量元素的一组是（ ）
A .C H N P Mn B .Cl Fe S N Mg
C .B Cu Zn Mn Mo D .N P K Cu Fe I
2.氢原子和氧原子之间通过共用电子对所形成的化学键是（ ）
A 共价键 B 离子键
C 氢键 D 金属键
3 研究甲状腺功能时放射性同位素是（ ）
A 14C B 131I C 15N D 90Sr
4 细胞内20种氨基酸的区别在于（ ）
A 氨基数目不同 B 羧基数目不同
C R基结构不同 D 肽键数目不同
5 蛋白质和核酸共有的组成元素是 （ ）
A C,H,O,N, P B C,H,O,S
C N,P,K,Mg D C,H,O,N
6 人体免疫球蛋白中,IgG由四条肽键构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是（ ）
A 764和764 B 760和760
D 762和762 D 4 和 4
7 在可溶性还原糖，脂肪，蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择叙述错误的是（ ）
A 马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定
B 花生种子富含脂肪且子叶肥大，是用于脂肪鉴定的好材料
C 大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D 鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料
8 所有的核苷酸都有（ ）
A 核糖 B 脱氧核糖 C 无机盐 D 磷酸
9 细胞内水有自由水和结合水两种形式，它们与细胞的代谢水平及基本生理活性紧密相关，请你利用以下材料或器具证明自由水和结合水的存在及它们的主要生理作用。
材料或器具：刚收获的鲜小麦种子，试管，酒精灯，水，土壤等
10 2004年10月6日瑞典皇家科学院宣布，将本年度的诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙.切哈诺沃，阿夫拉母.赫什科和美国科学家欧文.罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白降解。请阅读下列内容，回答问题。
最初的一些研究发现蛋白质的降解不需要能量。不过，20世纪50年代科学家却发现，同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。70年代末80年代初，今年诺贝尔化学奖得主终于揭开了这一谜底。
这三位科学家发现，一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要的角色。这样多肽由76个氨基酸组成，它就象标签一样，被贴上标签的蛋白质会被运送到细胞内的‘垃圾处理厂’在那里被降解。原来，细胞中存在着E1,E2和E3三种酶，它们各有分工。E1负责激活泛素分子。泛素分子被激活后就送到E2上，E2负责把泛素分子绑在需要降解的蛋白质上。但E2并不认识指定的蛋白质，这就需要E3的帮助。E3具有辨认指定蛋白的功能。当E2携带着泛素分子在E3的指导指引下接近指定蛋白质时，E2就把泛素分子绑在指定蛋白质上。这一过程不断重复，指定蛋白质就被绑了一批泛素分子。这些指定蛋白质被运送到细胞内的一种称为蛋白酶体的结构中。这种结构实际上是一种‘垃圾处理站’它根据绑在指定蛋白质上的泛素分子这种标签决定接受并降解这种蛋白质。这一过程如此复杂，自然需要消耗能量。
（1）泛素中含有的氨基酸最多为 种。
（2） 蛋白质在细胞内降解时需要E1,E2,E3三种酶和蛋白酶体外，还需要
（3） 细胞内蛋白质降解后的最终产物是
（4） 请举例说出人体不需能量的蛋白降解过程，并指出其发生的场所及所需的降解酶？
（5） 通常新合成的蛋白质有30%被泛素调节的蛋白质降解，其原因是：
参考答案与点拨
1 D（点拨：学会具体区分大量元素与微量元素。组成生物体的化学元素，可根据它们在生物体内的含量的不同，分为大量元素和微量元素两大类。含量占生物体总重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。微量元素则通常是指植物生活所必需的，但是需要量很少却很少的一些元素。如：Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo等）
2 C（点拨：氢原子可以与其他带有部分负电性的氧原子或氮原子通过彼此间的相互吸引而形成氢键。氢键属于一种弱键，在决定生物大分子的三维结构上起着重要作用）
3 B（点拨：甲状腺分泌甲状腺激素，碘离子是甲状腺激素的重要成分）
4C
5D（点拨：核酸和蛋白质都是及其重要的生命物质。两者的基本组成元素中都包含C,H,O,N这四种。还应了解，在蛋白质中必含N，核酸除N外还含有P.分析这个问题时，关键是要抓住‘共有’这一点。）
6 D（点拨：此题中的764个氨基酸是一个迷惑条件，有效条件是4条肽链。氨基酸与氨基酸通过肽键相连（如下图所示），图中2表示肽键，由一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合而成，因此在每一条肽链中，至少有一个游离的氨基(图中1)和一个游离的羧基（图中3）分别位于肽链的两端。4条肽链就至少有4个游离的和4个游离的羧基分别位于4条肽链两端）
7A（点拨：选材时，首先要考虑组织中待鉴定物质的含量，其次考虑是否对材料大小有特殊要求。选材时要把握一个原则，即根据实验的原理和目的以及实验材料在实验中的作用来选取，要符合和满足实验要求：现象明显，容易操作，便于观察，来源广泛，容易获得，本题考查学生是否理解本实验的选材要求。用于可溶性还原糖鉴定的材料要求是：（1）含糖量高，且必须是还原性糖（如葡萄糖，麦芽糖，果糖）。（2）颜色较浅或近于白色，便于观察，蔗糖没有还原性，淀粉一般不溶于水且无还原性，他们都不符合要求。马铃薯块茎中含有的糖是淀粉，不合适。用于脂肪鉴定的材料是富含脂肪的种子，花生种子富含脂肪，是用于脂肪鉴定的好材料。用于蛋白质鉴定的材料是富含蛋白质的生物组织，常用的是大豆和鸡蛋青。）
8 D（点拨：脱氧核苷酸是由一分子脱氧核糖，一分子含氮的碱基以及磷酸组成，而核糖核苷酸是由一分子核糖，一分子含氮的碱基以及磷酸组成，所以磷酸是它们共有的成分）
9（1）将险小麦放在阳光下2d，其重量减轻，这是散失自由水的缘故。
（2）将上述的一部分干种子用水浸泡放入土壤中，种子能萌发，说明细胞失去自由水后，仍保持基本生理活性。
（3）干种子不经水浸泡，不能萌发，说明自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛。
（4）将干种子放试管中，并用酒精灯加热，试管壁上有水珠，这部分水便是结合水，将失去结合水的种子经水的充分浸泡，种子也不萌发，说明失去结合水的细胞不具备基本生理活性。
10（1） 20 （2）能量（ATP）
（3）氨基酸
（4） 蛋白质在消化道中的消化是不需能量的蛋白质降解过程，其发生的场所是胃和小肠，所需的降解酶为胃蛋白酶，胰蛋白酶和肽酶
（5）这些新合成的蛋白质为不合格的蛋白质。
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