一. 本周教学内容：
复习生命的物质基础
二. 学习过程：
（一）化学元素：
基本元素：C H O N
主要元素：C H O N P S
大量元素：C H O N P S K Ca Mg
微量元素：Fe Mn Zn Cu B Mo Cl等元素
矿质元素：除了C H O之外的植物必需元素。
注意：生物界与非生物界的统一性和差异性
整个自然界都是由化学元素组成的，组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物体特有的；生命起源于非生命物质；组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环运动，这些都说明生物界与非生物界具有统一的一面。
生物和非生物存在着本质的区别，组成生物体的化学元素，在生物体内和无机自然界中的质量分数相差很大，自然界中最丰富的元素是氧、硅、铝、铁四种，而生物体内含量最多的四种元素却是碳、氢、氧、氮。无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，但在生物有机体内，元素组成化合物，化合物有序地结合在一起，就能表现出生命现象。因此，生物界和非生物界又存在着差异性的一面。
（二）化合物：
从图中看出，构成细胞的化合物中，占第一位的是：水。占第二位的是：蛋白质。
1. 水：
存在形式：自由水：是细胞内的良好溶剂，用以运输养料和废物。
结合水：与大分子物质结合在一起。
生物的新陈代谢离不开水。
2. 无机盐：
存在形式：多数以离子状态存在：如K+、Na+、Cl－。
少数以化合物状态存在。如磷酸基团。
功能：组成生物体的重要组成成分。如P-->ATP、 Mg-->叶绿素、NH2-->蛋白质。
维持生物体的生命活动。如缺Ca，哺乳动物会出现抽搐。孕妇在怀孕期间就常因为缺钙而出现抽搐。
维持酸碱平衡，调节渗透压。
维持细胞的形态和功能
3. 生命活动的能源物质、主要能源物质、直接能源物质、高能化合物、贮存能量的物质、最终能源
在生物体内，糖类、脂肪、蛋白质等有机物都能氧化分解释放能量，充当能源物质，在正常情况下主要分解糖类提供能量。因此，糖类是主要能源物质。在糖类供能不足时，可以氧化分解脂肪，进一步氧化蛋白质供能，一旦分解蛋白质供能时，也就破坏了细胞的基本结构，最终导致生命结束。ATP是生物体生命活动的直接能源，是一种高能化合物，磷酸肌酸是动物体内的另一种高能化合物，当体内的ATP含量由于消耗而过分减少时，磷酸肌酸可以将其贮存的能量转移到ATP中供能；脂肪是生物体内贮存能量的物质。而这些物质中的能量，都直接或间接地来自于绿色植物通过光合作用固定的太阳光能，所以，地球上生物体生命活动的最终能源是太阳光能。
4. 氨基酸、多肽、肽键与蛋白质
氨基酸种类的不同取决于R基的结构组成，当有的氨基酸含有多个氨基（－NH2）或多个羧基（－COOH）时，除了一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上外，其余的（氨基、羧基）都在R基上。
当两个氨基酸在缩合形成二肽时，失去1分子水，因此n个氨基酸分子缩合成一条多肽链时，失去n－1分子水，形成n－1个肽键；同理n个氨基酸分子缩合成m条肽链时，失去n－m分子水，形成n－m个肽键。即失水数=肽键数=氨基酸总数－肽链数。
氨基酸缩合成多肽时，相邻的氨基酸的氨基和羧基缩合形成肽键，因此形成的一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别在肽链的两端。
组成蛋白质的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序不同和肽链的空间结构不同，导致了蛋白质分子具有多样性，但对于某种蛋白质则具有特定的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构，这是蛋白质分子的特异性。
蛋白质的生物学特性：具有催化作用、调节作用、运动、氧和二氧化碳的输送、遗传信息的传递、免疫等作用。
蛋白质的理化性质：具有胶体性质、变性作用。加热、X射线照射、强酸、强碱、重金属盐、乙醇等处理都可引起蛋白质的变性。所以在临床中用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。
5. 核酸：一切生命的遗传物质。
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DNA |
RNA |
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名称 |
脱氧核糖核酸 |
核糖核酸 |
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结构 |
磷酸、脱氧核糖、碱基（ATGC） |
磷酸、核糖、碱基（AUGC） |
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存在部位 |
主要在细胞核内 |
主要在细胞质内 |
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遗传物质 |
绝大生物的遗传物质 |
RNA病毒的遗传物质 |
【典型例题】
[例1] 胰岛素分子是一种蛋白质分子，现有如下材料：
①胰岛素含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键（二硫键是由2个“一SH”连接而成的）连接，在A链上也形成1个二硫键，图示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图。
②不同动物的胰岛素的氨基酸组成是有区别的，现把人和其他动物的胰岛素的氨基酸组成比较如下：
猪：B链第30位氨基酸和人不同；
马：B链第30位氨基酸和A链第9位氨基酸与人不同；
牛：A链第8、1.0位氨基酸与人不同；
羊：A链第8、9、10位氨基酸与人不同；
天竹鼠：A链有8个氨基酸与人不同，B链有10个氨基酸与人不同。
根据以上材料回答下列问题：
（1）胰岛素分子中含有肽键 个。控制合成胰岛素的基因中至少有碱基。
（2）这51个氨基酸形成胰素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了。
（3）人体中胰岛素的含量低，会导致血糖浓度过高，尿液中有葡萄糖，称为糖尿病，其最佳的治疗方法是使用胰岛素，但只能注射不能口服，原因是 。
（4）前面所列的哺乳动物和人的胰岛素都由51个氨基酸构成，且在氨基酸组成上大多相同，由此可以得出的结论是 。
（5）人与这几种动物在胰岛素分子上氨基酸组成差异的大小，说明。
（6）如果要为糖尿病人治疗必须用动物体内的胰岛素的话，最适宜的动物是 。
解析：
（1）从材料①中可知，由51个氨基酸组成的具有二条肽链组成的胰岛素分子中应含的肽键数目是51－2=49个，根据mRNA上三个碱基决定一个氨基酸，基因中有2条链，所以控制胰岛素合成的基因中的碱基数：51×3×2=306；
（2）51个氨基酸分子合成胰岛素分子后，分子量的减少量应是形成肽链时脱下的水分子数（18×49）和形成二硫键时脱下的H（l×6），所以相对分子量减少了18×49+l×6=888；
（3）解答此小题，要求同学有知识迁移的能力，在消化道中有各种消化液，能消化各种营养物质，如大分子糖类（淀粉）、蛋白质、脂肪等不溶于水的物质，这些物质在消化道内通过消化液的作用，将其分解为能溶于水的小分子有机物如葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪等，原有物质的大分子结构遭到破坏。胰岛素在消化液的蛋白酶和肽酶的作用下分解为氨基酸而失去其活性，所以只能注射不能口服；
（4）材料②给我们列出的各种生物胰岛素之间的氨基酸差异，反映出不同的哺乳动物体内胰岛素分子中氨基酸组成大部分是相同的，说明这些动物之间的亲缘关系很近，是由共同的古代原始祖先进化而来的；
（5）不同动物胰岛素中氨基酸组成差异的大小反映了各种动物与人亲缘关系的远近，
差异数越小，亲缘关系越近，反之则越远。
（6）用动物胰岛素治疗人的糖尿病时，选用亲缘关系最近的动物，治疗效果最好。
答案：（1）49；306 （2）888 （3）胰岛素是蛋白质，如口服会被消化道内的蛋白酶所催化水解而失去作用。（4）这些哺乳动物和人都有共同的原始祖先。（5）这几种哺乳动物与人的亲缘关系有远有近，差异越大亲缘关系越远，差异越小，亲缘关系起近。（6）猪
[例2] 已知甲、乙、丙3种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。请对图仔细分析后回答下列问题：
（1）根据我们所学的内容，这3种类型的病毒分别属于：甲；乙；丙。
（2）图中哪两个标号所示的过程是对“中心法则”的补充?。
（3）图中1、8表示遗传信息的；图中2、5、9表示遗传信息的；图中3、10表示遗传物质的，该过程进行所必需的物质条件是。
（4）图中7表示遗传信息的；此过程需有的作用。这一现象的发生，其意义是。
解析：按照中心法则，遗传信息的传递方式有3种：DNA的自我复制；RNA的自我复制；以RNA为模板进行的逆转录。中心法则的主要内容是DNA的复制和以DNA为模板进行的转录和翻译的过程，RNA的自我复制和以RNA为模板进行的逆转录仅在病中有此过程，在有细胞结构的生物体中，正常情况是不存在的。在感染某些病毒后才有可能有此过程，所以被称为对中心法则的补充。在高中生物教材上提到的病毒只有3种：噬菌体、烟草花叶病毒和致癌病毒。噬菌体的遗传物质是DNA，甲所示的传递过程与此相符；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，但无逆转录酶，所以乙所示的传递过程与此相符；致癌病毒的遗传物质是RNA，但具有逆转录酶，所以丙所示的传递过程与此相符。
答案：（1）噬菌体；烟草花叶病毒；致癌病毒（2）6； 7（3）转录；翻译；复制；模板、酶、原料（脱氧核苷酸）、能量（ATP）（4）逆转录；逆转录酶；对中心法则的补充
[例3] 如图，某人因病不能进食。住院期间以葡萄糖静脉滴注25天后的细胞中糖类、脂质、蛋白质含量的变化。请回答：
（1）图中的Ⅰ表示，理由是。 （2）图中的Ⅱ表示，理由是。 （3）图中的Ⅲ表示，理由是。
解析：在构成细胞的化合物中水占80%~90%以上，蛋白质占7%~10%，脂质1%~2%，糖类1%~1.5%。因病人不进食物，只靠葡萄糖滴注时间有25天之久，体内缺乏必需的氨基酸，而必需氨基酸不能由其他物质直接转化而来，而蛋白质又不能贮存，代谢活动还要消
耗一些，故直线下降。所以图Ⅰ表示蛋白质。图Ⅱ表示脂质，脂类含量比蛋白质少而多于糖，且在代谢中与糖类之间可以相互转化，所以短时间内仍保持原有水平。图Ⅲ表示糖类，在细胞中的含量是三者中最少的，虽然有消耗，因外界在不断补充，所以维持原有水平。
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