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高中生物竞赛辅导


第一章 第二章 第三章 第四章 第一章

生命的物质基础 细胞生物学 动物生理 植物生理 生命的物质基础

一、竞赛中涉及的问题 生命的物质基础是现代生物学的重要组成部分,这部分知识在国际 IBO 竞赛纲要中占据了一 定的比例。现行的中学生物学教材对纲要中提及的很多概念都没有涉及到。因此,有必要根 据纲要的内容进行补充和深化。同时也应当注意

,还是要以基础知识为主,不可片面地拔高。 (一)组成生物体的化学元素 组成生物体的化学元素有二十多种,它们在生物体内的含量不同。含量占生物体总质量的万 分之一以上的元素,称大量元素,如 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。生物生活所必需, 但是需要量却很少的一些元素,称微量元素,如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。这些化学元素 对生物体都有重要作用。组成生物体的二十多种化学元素,在无机自然界都可以找到,没有 一种化学元素是生物所特有的。这个事实说明,生物界和非生物界具有统一性。 (二)组成生物体的化合物 (-)糖类 1.生物学功能 糖类参与细胞组成,是生命活动的主要能源物质。 2.组成元素及种类 糖类的组成元素为 C、H、O,分单糖、寡糖、多糖三类。 单糖是不能水解的最简单的糖类, 其分类中只含有一个多羟基醛或一个多羟基酮, 如葡萄糖、 果糖、核糖、脱氧核糖。葡萄糖和果糖都是含 6 个碳原子的己糖,分子式都是 C6H12O6,但 结构式不同,在化学上叫做同分异构体。如下图所示: 葡萄糖 果糖 葡萄糖 果糖

环状结构

链状结构

核糖(C5H10O5)和脱氧核糖(C5H10O4)都是含有 5 个碳原子的戊糖,两者都是构成生物遗 传物质(DNA 或 RNA)的重要组成成分。 结构式如下图所示: 核糖 脱氧核糖

寡糖(低聚糖)是由少数几个(1 个以内)单糖分子脱水缩合而得的糖。常见的是含有 2 个 单糖单位的双糖,如植物细胞内的蔗糖、麦芽糖,动物细胞内的乳糖,存在于藻类细菌、真 菌和某些昆虫细胞内的海藻糖等。蔗糖的形成见下图。 葡萄糖 果糖 蔗糖

多糖是由多个单糖缩聚而成链状大分子,与单糖、双糖不同,一般不溶于水,从而构成贮藏 形式的糖,如高等植物细胞内的淀粉,高等动物细胞内的糖元。纤维素是植物中最普遍的结 构多糖。 (二)蛋白质 1.生物学功能 蛋白质具有催化作用、运输作用和贮存作用、结构和机械支持作用、收缩或运动功能、免疫 防护功能、调节作用。 2.组成元素和基本组成单位 蛋白质主要由 C、 H、 O、 N 四种元素组成, 多数还含有 S。 基本组成单位是氨基酸, 其通式为 。 组成天然蛋白质的氨基酸约有 20 种,都是 L 型 的α 氨基酸。氨基酸与氨基酸之间可以发生 缩合反应,形成的键为肽键。肽是两个以上氨基酸连接起来的化合物。两个氨基酸连接起来 的肽叫二肽,三个氨基酸连接 起来的肽叫三肽,多个氨基酸连接起来的肽叫多肽。多肽都有 链状排列的结构,叫多肽链。蛋白质就是由一条多肽链或几条多肽链集合而成的复杂的大分 子。 3.结构 蛋白质结构分一、二、三、四级结构。在蛋白质分子中,不同氨基酸以一定数目和排列顺序 编合形成的多肽链是蛋白质的一级结构。蛋白质分子的高级结构决定于它的一级结构,其天 然构象(四级结构)是在一定条件下的热力学上最稳定的结构。 4.变性

蛋白质受到某些物理或化学因素作用时引起生物活性的丧失、溶解度降低以及其他物理化学 因素的改变,这种变化称为蛋白质的变性。变性的实质是由于维持高级结构的次级键遭到破 坏而造成的天然构象的解体,但未涉及共价键的破坏。有些变性是可逆的(能复性) ,有些则 不可逆。


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