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文檔簡介
知識網(wǎng)絡(luò)一、從元素的組成、含量分析生物體的生命活動規(guī)律從組成生物體的化學(xué)元素的種類、含量及作用入手分析生物體的生命活動規(guī)律:1.從化合物的元素組成上分析代謝產(chǎn)物2.從化合物元素含量上分析其氧化分解時釋放能量多少
(1)等質(zhì)量的脂肪和糖類分子,脂肪中的氫的含量多于糖類,徹底氧化分解時,產(chǎn)生的[H]多于糖類,所消耗的O2比糖類多,釋放的能量多。
(2)糖類徹底氧化分解釋放的CO2與吸收O2的量的比值為1,而脂肪徹底氧化分解釋放的CO2與吸收O2的量的比值則小于1。元素種類物質(zhì)代謝終產(chǎn)物C、H、O糖類、脂肪CO2、H2OC、H、O、N蛋白質(zhì)CO2、H2O、尿素3.化合物的特有元素組成在同位素標記法中的應(yīng)用
(1)S是蛋白質(zhì)的特征元素,僅存在于蛋白質(zhì)中,P主要存在于核酸中,因此可分別用同位素S和P標記病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸,驗證病毒的遺傳物質(zhì)。
(2)N是氨基酸的組成元素,常利用15N同位素標記氨基酸(或蛋白質(zhì)),追蹤蛋白質(zhì)(氨基酸)在生物體細胞中轉(zhuǎn)移、代謝情況。4.根據(jù)元素含量判斷生物種類比較動物、植物干重,植物含糖類豐富,O含量多,動物含蛋白質(zhì)多,N含量高。Mg是組成葉綠素的成分,植物體內(nèi)Mg含量高,Ca、P是組成動物骨骼和牙齒的成分,動物含Ca、P較植物多。
如圖1是細胞中3種化合物含量的扇形圖,圖2是有活性的細胞中元素含量的柱形圖,下列說法不正確的是A.若圖1表示正常細胞,則A、B兩種化合物共有的元素為圖2中的a和cB.若圖1表示細胞完全脫水后化合物的扇形圖,則圖2中的a、b、c是A、B兩種化合物共有的元素C.若圖1表示正常細胞,則B化合物必含的元素為C、H、O、N、PD.圖2中數(shù)量(個數(shù))最多的元素是c,這與正常細胞中含量最多的化合物有關(guān)解析:正常細胞中含量最多的化合物是水,其次依次是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類和核酸,所以圖1中A、B、C分別是水、蛋白質(zhì)、脂質(zhì);有活性的細胞中化學(xué)元素含量由多到少依次為O、C、H、N、P、S,所以圖2中a、b、c依次為O、C、H。A正確:水和蛋白質(zhì)共有的化學(xué)元素是O和H;B正確:細胞完全脫水后主要含有的有機物是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)和脂質(zhì)共有的化學(xué)元素是C、H、O;C錯誤:B化合物為蛋白質(zhì),其必含的元素為C、H、O、N;D正確:水占正常細胞鮮重百分比最高,正常細胞中水分子數(shù)最多,H的含量最多。C二、常用染色劑及其作用染色劑或指示劑作用對象顏色變化斐林試劑(或班氏試劑)還原糖磚紅色(加熱)蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)脂肪橘黃色(或紅色)雙縮脲試劑蛋白質(zhì)紫色甲基綠DNA綠色吡羅紅RNA紅色健那綠線粒體藍綠色酸性重鉻酸鉀乙醇灰綠色溴麝香草酚藍CO2由藍變綠再變黃二苯胺試劑DNA淺藍色(加熱)注:利用班氏試劑也可鑒定還原糖的存在。班氏試劑由A液(硫酸銅溶液)和B液(檸檬酸鈉和碳酸鈉溶液)配制而成。將A溶液傾注入B液中,邊添加邊攪拌,如有沉淀可過濾。實驗原理與斐林試劑相似,所不同的是班氏試劑可長期使用。1.還原糖鑒定時,斐林試劑需現(xiàn)用現(xiàn)配,并需在50℃~65℃溫水中水浴加熱。2.蛋白質(zhì)鑒定所用雙縮脲試劑化學(xué)成分與斐林試劑相同,但CuSO4溶液的濃度及使用方法和反應(yīng)原理不同。3.鑒定DNA和RNA時,常用甲基綠吡羅紅混合染色劑。
下面有關(guān)生物實驗中實驗原理、實驗方法或?qū)嶒灲Y(jié)果的敘述正確的是A.西瓜汁中含有豐富的葡萄糖和果糖,可用作還原糖鑒定的替代材料B.脂肪鑒定時,可觀察到在細胞中已被蘇丹Ⅳ染液染成橘黃色的圓形小顆粒C.雙縮脲試劑B液為0.01g/mLCuSO4溶液D.鑒定還原糖時,要先加入斐林試劑甲液,搖勻后再加入乙液答案:C
三、細胞間的信息交流
1.多細胞生物體是一個繁忙而有序的細胞社會,這些有序生命活動只有依賴于細胞間的信息交流,才能使生物體作為一個整體完成各項生命活動。細胞間的信息交流,大多與細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。例如,機體內(nèi)的各種調(diào)節(jié)方式都屬于細胞間的信息傳遞,神經(jīng)調(diào)節(jié)是神經(jīng)細胞與神經(jīng)細胞、神經(jīng)細胞與肌肉細胞、腺體細胞之間的信息傳遞,它們大都是通過細胞膜上的受體蛋白來完成的。細胞間信息交流的類型如下:信號傳導(dǎo):如圖A、B所示細胞通訊方式為人體內(nèi)常見的兩種不同類型的信號分子及其信號傳導(dǎo)方式,C、D表示不同的信號分子對靶細胞作用的方式,一類是細胞表面受體,一類是細胞內(nèi)受體,這與細胞膜的特性以及信號分子的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。胞間連接與通訊:多細胞生物體內(nèi),細胞間通過細胞膜進行相互作用,這是胞間通訊的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),如動物細胞的間隙連接,在相鄰細胞間形成孔道結(jié)構(gòu);植物細胞間則借胞間連絲實現(xiàn)細胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運和信息交流。胞間識別:識別是指細胞對同種或異種細胞,同源或異源細胞以及自己或異己分子的認識和別,是細胞通過其表面的受體與胞外信號分子發(fā)生選擇性相互作用,從而引起細胞內(nèi)一系列生理生化的變化,最終使細胞表現(xiàn)出相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)的過程,如器官移植時的免疫排斥反應(yīng)。2.3.
訓(xùn)練3:細胞通訊是指一個細胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個細胞,并產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。細胞間的通訊對于多細胞生物體調(diào)節(jié)生命活動是必需的。如圖是幾種細胞通訊的實例。對細胞通訊的下列敘述中,不正確的是
A.B圖中突觸在傳遞信號時,實現(xiàn)了電信號→化學(xué)信號→電信號的轉(zhuǎn)換和傳導(dǎo)B.C圖中抗體從合成到分泌所經(jīng)過的細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體C.A圖激素作用于肝細胞受體,促使肝細胞合成肝糖原D.與細胞通訊有關(guān),能識別信息的物質(zhì)是位于細胞膜內(nèi)側(cè)的蛋白細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核與代謝的關(guān)系細胞膜與代謝的關(guān)系(1)為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境;(2)選擇性地運輸物質(zhì),包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出;(3)提供細胞識別位點,并完成細胞內(nèi)外信息跨膜傳遞;(4)為多種酶提供結(jié)合位點,使酶促反應(yīng)高效、有序地進行。細胞質(zhì)與代謝的關(guān)系(1)活細胞中的細胞質(zhì)不斷流動,有利于細胞內(nèi)物質(zhì)運輸和細胞器的移動,從而為細胞代謝提供所需物質(zhì)和有關(guān)條件。(2)細胞質(zhì)基質(zhì)是活細胞進行新陳代謝的主要場所,為新陳代謝提供所需的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件。(3)各種細胞器都有其獨特的結(jié)構(gòu)和功能,在代謝活動中既各司其職,又相互協(xié)調(diào),共同完成復(fù)雜的生命活動。1.2.四細胞核與代謝的關(guān)系(1)細胞核是遺傳信息庫,是細胞遺傳和代謝的控制中心。(2)細胞核控制細胞質(zhì)的代謝活動,細胞質(zhì)為細胞核提供營養(yǎng)和能量,細胞核和細胞質(zhì)是相互依存的統(tǒng)一整體。細胞只有保持完整性,才能正常完成各項生命活動,其具體生命現(xiàn)象體現(xiàn)為以下幾個方面(1)缺少細胞核的血小板和人體成熟紅細胞一般壽命較短,分別為幾天和120天左右。(2)人體成熟的精子具有細胞核,但細胞質(zhì)含量很少,保持生理活性僅數(shù)小時。(3)變形蟲核質(zhì)分離實驗。用玻璃針將變形蟲切成兩半,有核的一半能繼續(xù)存活,無核的一半死亡。如將變形蟲的核取出,無核的部分能短期生存,單獨的細胞核無法生存。如果在去核變形蟲中再植入細胞核,這個變形蟲將正常生活。3.4.(4)細胞各結(jié)構(gòu)在功能上協(xié)調(diào)統(tǒng)一,如細胞內(nèi)能量的儲存、釋放、轉(zhuǎn)移和利用過程中,各結(jié)構(gòu)在功能上協(xié)調(diào)配合可用下圖表示:
下圖是科學(xué)家進行的蠑螈受精卵橫縊實驗。你認為該圖最能說明
A.細胞質(zhì)控制著細胞的代謝B.細胞核控制著細胞的代謝C.細胞質(zhì)是細胞遺傳特性的控制中心D.細胞核是控制細胞分裂和分化的中心解析:根據(jù)圖解分析有核部分細胞可以繼續(xù)分裂并最終分化成不同組織細胞,而無核部分則不再分裂分化,說明細胞核是控制細胞分裂和分化的中心。答案:D五、物質(zhì)穿膜層數(shù)的歸納總結(jié)——簡圖法與物質(zhì)穿膜層數(shù)有關(guān)的一類試題在近年的高考中時有出現(xiàn),此類問題涉及的知識面較廣,有些試題的難度較大,運用“簡圖法”可有效解決這類問題。訓(xùn)練4:1分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來,進入一相鄰細胞的葉綠體基質(zhì)中,“至少”穿過的生物膜層數(shù)及磷脂分子層數(shù)分別是(
)A.5層和10層 B.6層和12層C.7層和7層 D.8層和16層解析:1分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來,進入相鄰細胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)(如圖),因葉綠體和線粒體都是具有雙層膜的細胞器,故共穿過的生物膜是6層,而每一層膜由2層磷脂分子構(gòu)成,所以共穿過12層磷脂分子層。答案:B
訓(xùn)練5:
外界空氣中O2進入人體骨骼肌細胞被利用,至少要穿過的生物膜層數(shù)是
A.5層 B.10層 C.11層 D.12層經(jīng)過外呼吸實現(xiàn)了血液和外界環(huán)境之間的氣體交換;O2在血液中以氧合血紅蛋白的形式進行運輸;經(jīng)過內(nèi)呼吸實現(xiàn)骨骼肌與內(nèi)環(huán)境之間的氣體交換及O2最后參與有氧呼吸而被骨骼肌細胞所利用。外呼吸可用圖乙表示,內(nèi)呼吸可用圖丙表示。解析:組織細胞與外界環(huán)境進行氣體交換的整個過程(如圖甲所示)是通過內(nèi)環(huán)境而間接進行的,整個過程包括外呼吸、氣體在血液中的運輸和內(nèi)呼吸3個環(huán)節(jié)。從圖乙可知,在肺通氣和肺泡內(nèi)的氣體交換過程中,O2要穿過肺泡壁(一層上皮細胞)、毛細血管壁(一層上皮細胞)及紅細胞膜(共計5層生物膜),才能與血紅蛋白結(jié)合;從圖丙可知,經(jīng)過組織里的氣體交換,O2進入骨骼肌細胞要透過紅細胞膜、毛細血管壁(一層上皮細胞)和一層骨骼肌細胞膜(共計4層生物膜),再加上O2最終要進入線粒體參與有氧呼吸,而線粒體是具有雙層膜的細胞器,故共計6層膜。由此可見,外界空氣中O2進入人體骨骼肌細胞被利用,至少要穿過的生物膜層數(shù)是11層。
注:圖中黑色顆粒表示O2分子答案:C蛋白質(zhì)相關(guān)知識的學(xué)習
蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。在其學(xué)習過程中可以采用多種方法進行?,F(xiàn)簡單歸納如下:1.用“遷移法”和“咬文嚼字法”準確掌握氨基酸
“遷移法”是指應(yīng)用已獲得的知識來理解和解決另一方面知識或問題的方法。因為客觀存在的事物是相互聯(lián)系而又相互制約的,由此在頭腦中形成的知識也必然是相互聯(lián)系、相互影響的,所學(xué)知識的遷移應(yīng)用是體現(xiàn)能力的重要方面,如用化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)的知識來理解生物學(xué)的知識。所以,在學(xué)習過程中,要善于進行知識的遷移。
“咬文嚼字法”即對教材中的一些概念、定律、結(jié)論等抓住關(guān)鍵字、詞來理解和掌握。該法尤其適于新學(xué)知識。遷移應(yīng)用化學(xué)知識可知,要準確認識蛋白質(zhì)的基本組成單位“氨基酸”,需從以下幾個方面入手:A.每種氨基酸至少含有一個—NH2和一個—COOH,那是因為有的氨基酸含有兩個—COOH,如谷氨酸;有的含有兩個—NH2,如賴氨酸。所以“至少”兩個字是不可省的;B.不同氨基酸具有不同的R基,如把R基具體化便是具體的氨基酸了,所以說,有大約20種R基,就有約20種氨基酸了;C.一個—NH2和一個—COOH共同連接在同一個C原子上,屬于α-氨基酸,是合成天然蛋白質(zhì)的氨基酸?!纠?】
下列物質(zhì)中,有的屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸,有的不是。若將其中構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸縮合成肽鏈,則其中含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是(
)①NH2—CH2—COOH②NH2—CH2—CH2OHA.2、2、2B.3、3、2C.4、3、3D.3、4、22.用“遷移法”和“圖解法”準確掌握蛋白質(zhì)的合成以及蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目與肽鏈數(shù)、脫去水分子數(shù)、肽鍵數(shù)目等關(guān)系
“圖解法”就是運用教材中的圖表或自己整理的圖表,幫助理解、記憶所學(xué)知識的方法。該方法能將抽象知識直觀化,能將零散知識整體化,在學(xué)習中經(jīng)常用到。蛋白質(zhì)由許多氨基酸分子互相連接而成,氨基酸分子相結(jié)合的方式:脫水縮合,即一個氨基酸分子的羧基(—COOH)與另一個氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接,同時失去一分子水的一種化學(xué)反應(yīng),連接兩個氨基酸分子的化
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