生命的物质基础.ppt

1、生命的物质基础概况,元素,化合物,原生质,化合,有机组合,原生质层 原生质体,主讲人：,生物学中的大分子和小分子物质的区分,葡萄糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、尿素、尿酸、无机盐离子（Na+、K+、Ca+、Mg+、Cl-、SO42 ）、O2、CO2等。,蛋白质、多肽、脂肪、多糖等。,思考：区分的依据是什么？,一般来说，小分子物质生物可直接吸收和利用的。,构成细胞的化学元素,大量元素 ：,微量元素：,二、化学元素的存在形式：,化合物、离子。,含量最高：,一、生物体内化学元素的类群,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，含量占生物体总重量的万分之一以上。,Fe、Mn、Zu、Cu、B、Mo、CL、Ni

2、等，含量仅百万分之一甚之十亿分之一。,C、H、O、N 4种。,三、化学元素的分布或功能,Ca： P ： K ： S ： Cl ： Na： Mg： Fe： I ： Zn：,骨的成分，血液凝固；,骨的成分，核酸和辅酶的构成元素，肥料三要素。,细胞内最多的阳离子，肥料三要素。,蛋白质（爪和毛）的构成成分。,细胞外最多的阴离子。,细胞外的阳离子，神经兴奋传导。,叶绿素的成分。,存在于血红蛋白，细胞色素和过氧化氢酶中。,甲状腺的成分。海带等含量高。,酶的组成元素,06上海市高考题：,6为了测定水质富营养化程度，应选择的测定项目是( ) ACO2，PBO2，CO2 CN，DDTDN，P,D,四、生物体化合

3、物中的元素种类,糖类 脂肪 磷脂 胆固醇 蛋白质 核酸,C、H、O,C、H、O,C、H、O、N、P,C、H、O、N、S,有一些重要蛋白质还含有P、S（Fe、Cu、Mn、I、Zn）,C、H、O、N、P,03上海市高考题：,26下列物质中都含有氮元素的是（ ） 核糖核酸 糖原 胰岛素 淀粉 ABCD,B,06上海市高考题：,2下列物质合成时，不需要氮源的是( ) A三磷酸腺苷 B酪氨酸酶 C脂肪酸D核酸,C,五、植物对矿质元素的吸收,1.吸收形式： 2.吸收过程： 3.吸收部位：,离子,主动运输,主要是根尖的根毛区,4.根尖成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水的关系：,是两个相对独立的过程，矿质离

4、子的吸收会促进水分的吸收。吸收水分可以有利于矿质离子在体内的运输,灰分（矿质）元素 CHO除外,看一看：植物元素缺乏的症状,氮、磷、钾对植物生长的影响,图1 正常叶片和缺少氮、磷、钾的叶片（玉米）,植物元素缺乏症状的体现,思考：K、N、P、Mg、Ca、Fe缺乏后在老叶出现症状 的是？,K、N、P、Mg、,思考：不能在植物体内移动的元素？,Ca、Fe,离子,不稳定的化合物,稳定的化合物,很容易,能,不能,反复利用,多次,一次性,植物元素缺乏的鉴定：,水培法,对照组：,实验组：,全面培养液,缺某一元素培养液,方法：？,要点：,思考：为什么每隔23天要加蒸馏水，每星期要更换培养液？,每23天要加蒸馏

5、水，每星期要更换培养液。,六、植物不同时期对元素的吸收量,思考：对植物进行合理的施肥应注意什么？,七、动物元素缺乏的症状,Ca： K 、Na： Fe： I ： Zn：,思考：哪些食物含以上的对应元素较多？,痉挛、心跳停止（短期）骨质疏松,阻碍神经兴奋传导，心跳紊乱,缺铁性贫血,甲状腺肿大、呆小症。,新陈代谢紊乱、性发育不良、生长停止等,04上海市高考题：,6研究甲状腺功能时应用的放射性同位素是( ) A14C B. 131 I C. 15N D. 90Sr,B,构成细胞的化合物,水：占65%90% 无机盐：占1.0%1.5% 糖类： 脂类：占1%2% 蛋白质：占7%10% 核酸和糖共占：1.0

6、%1.5%,无机化合物,有机化合物,思考：最多的化合物、有机物？最主要的物质是什么？为什么？,一、水,水是生命之源！,含量最多： 存在形式：,60%95%,结合水:一部分的水与细胞内的其他物质结合。结合水是细胞 结构的重要组成成分，占细胞内全部水的4.5%. 自由水和结合水的的比值的含义：,自由水：绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动。,自由水是细胞内的良好溶剂。 细胞内生化反应的介质。 运送营养物质和代谢废物的载体。,思考：哪些细胞（生物）含水量较高？,思考：人体缺水多少，会引起什么症状？,种子,主要功能,二、无机盐,含量很少： 存在方式: 生理功能：,提示：有机物可燃烧，无机盐不能燃

7、烧，,1%1.5%,大部分以离子的形式，少量与其他化合物结合。,是细胞和生物体的重要组成成分。 维持细胞和生物体的生命活动。 维持细胞的渗透压。 维持细胞的酸碱平衡。,糖类,组成元素：,C、H、O RQ=1或1,分类和存在,五碳糖,六碳糖：,核糖（C5H10O5）：,脱氧核糖（C5H10O4）：,葡萄糖（C6H12O6）：,植物：,动物：,纤维素：,淀粉：,糖元：,肝糖元：肝脏中,肌糖元：骨胳肌中,作用,组成细胞的重要成分,主要的能源物质,参与遗传物质的组成,三、糖类,Cn（H2O）m,糖都是甜的吗？,RNA的组成成分,DNA组成成分,主要的能源物质,蔗糖、麦芽糖（C12H22O11）,乳糖（

8、C12H22O11）,细胞壁的主要成分,植物细胞中贮存能量的物质,04上海市高考题：,5下列物质中，动物细胞内不具有的是（ ） A葡萄糖 B.糖元 C.核糖 D.纤维素,D,脂类,组成元素：,C、H、O，有的含有N、P等元素,分类,储能，保温 RQ1,磷脂是构成生物膜的成分,人体必需的化合物,激发维持第二性征等,促进细胞水、无机盐等代谢,四、脂类,促进小肠对钙、磷的吸收,作用,参与构成机体的组织,氧化分解提供能量，转变为糖类,参与维持生物体正常的新陈代谢,贮存能量（最好的贮能物质）,06上海市高考题：,39(12分)B人体必须从外界环境中摄取各种现成的营养物质来维持生命。请回答下列有关问题。

9、(1)所摄取的营养物质中，不作为能源物质的是 等；同质量下，贮能最多的物质是 ；糖类中，作为细胞主要能源物质的是 。,水、无机盐、维生素,脂肪,葡萄糖,五、蛋白质,C、H、O、N，有的还含Fe、S、P等,蛋白质,含量：,占细胞干重50%以上,组成元素：,基本单位：,功能,基本结构成分,调节新陈代谢,氨基酸,种类：20种,通式：,特点：,肽肽链蛋白质,氨基酸种类不同,数目成百上千,排列次序变化多端,空间结构千差万别,多样性,脱水缩合,R HCCOOH NH2,03上海市高考题：,16谷氨酸的R基为C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（ ） A5、9、4、1 B4、8、5、1

10、 C5、8、4、1 D4、9、4、1,A,练习,下列属不属于构成生物体的氨基酸？,CH3 H | NH2CCOOH NH2CCH2 COOH H CH2 SH,CH2CH2COOH COOH | NH2CCOOH NH2CCH2 CH2 CH2 NH2 H H,A,B,C,D,蛋白质脱水缩合关系计算,氨基酸数,脱去的水分子数,肽键数,肽链数,练习：,已知：牛胰岛素是由51个氨基酸缩合成的两条肽链进一步构成的。 求：在每个牛胰岛素分子中即含肽键数,解：牛胰岛素分子中的肽键数,51249个,03上海市高考题：,9人体免疫球蛋白中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含 有

11、游离的氨基和羧基数分别是 （ ） A746和764B760和760 C762和762D4和4,D,05上海市高考题：,30某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（ ） A6 18 B5 18 C5 17 D6 17,C,蛋白质主要功能,蛋白质极度缺乏！,、结构材料,、运输作用,、储存作用,、免疫作用,、调节作用,、催化作用,胶原、肌球、肌动蛋白,血红、肌红蛋白,卵精蛋白、乳汁中的蛋白,抗体,激素,酶,04上海市高考题：,8下列物质中，在核糖体上合成的是( ) 肾上腺素 突触后膜上的受体 淀粉 唾液淀粉酶 纤维素 胰高血糖素 A B. C. D

12、.,C,05上海市高考题：,40（12分）萝卜贮藏根组织细胞中是否存在蛋白质和DNA？某生物小组对此进行研究，他们从网上查阅资料得知：蛋白质在10%NaCl溶液中可沉淀析出；在蛋白质溶液中，加入双缩脲试剂，溶液呈现特有的颜色；DNA溶于10%NaCl溶液但在95%酒精中呈白色絮状沉淀，析出。 一、材料处理：二、提取：三、鉴定及结果： 四、讨论： 1蛋白质在萝卜贮藏根组织细胞中所起的作用是 _。 2DNA主要来自萝卜贮藏根组织细胞的_。,是细胞膜等生物膜的结构成分，酶等功能蛋白质的组成成分，也是糊粉粒等贮存蛋白质的成分。,细胞核,07高考,18免疫球蛋白IgG的结构示意图如右其中ss表示连接两条

13、相邻肽链的二硫链。若该lgG由m个氨基酸构成，则该lgG有肽键数Am个 B（m+1）个 C（m2）个 D（m4）个,五、核酸（生物的遗传物质),思考：它们的遗传物质是什么？存在形式如何？,动植物,这些生物由简单到复杂可分为哪三类？,生物的遗传物质,真核生物,主要载体：,染色体,(主要包括DNA+蛋白质),次要载体：,线粒体、叶绿体,原核生物：,DNA,(无染色体),DNA病毒：,只含DNA如乙肝病毒、噬菌体,病 毒,RNA病毒：,只含RNA，多数致病病毒,(DNA),病毒的遗传物质是： A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA,专一性,以下三个实验证明了什么？,肺炎双球菌

14、的转化实验： 噬菌体侵染细菌实验： 烟草花叶病毒感染烟草实验：,证明DNA是遗传物质,证明DNA是遗传物质,证明RNA是遗传物质,【肺炎双球菌的转化实验】,将注射到小鼠体内，小鼠不死亡。,将混合后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。,加热杀死后的S型细菌,无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌,思考：成分分离后的什么物质使肺炎双球菌转化？,遗传物质的结构：,生物的遗传物质是？（主要是？） A.DNA B.RNA C.核酸 D.蛋白质,核苷酸,核酸,核糖核苷酸,( 种),核糖核苷酸链,核糖核酸( ),脱氧(核糖)核苷酸,( 种),脱氧核苷酸链,( 条),脱氧核糖核酸 ( ),( 条),4,DNA,

15、1,4,2,RNA,判断下列生物中所含核苷酸的种类与数量： 噬菌体：( )种，为 烟草花叶病毒：( )种，为 烟草细胞：( )种，为,核糖,脱氧(核糖),4,4,8,4种脱氧(核糖),4种核糖核苷酸,核苷酸,核苷酸,核苷酸,05上海市高考题：,3组成DNA的结构的基本成分是（ ） 核糖 脱氧核糖 磷酸 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶 A B C D,C,06上海市高考题：,22下列有关核酸的叙述中错误的是( ) 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 07年： 33 、（2）图中标号1（即

16、细胞核）所含物质，以其酸碱性而言属_性，可被碱性染料着色。中学实验常用的属于这类染色剂的有_溶液。,C,DNA的结构与复制,DNA的结构： 种元素 类物质 种基本单位 条链 种结构,5,3,4,2,1,05上海市高考题：,11含有2000个碱基的DNA，每条链上的碱基排列方式有（ ） A42000个 B41000个 C22000个 D21000个,B,DNA复制,特点：,过程：,a.解旋：,b.形成子链:,c.螺旋化：,条件：,模板、原料、能量、酶,时间：,间期,半保留式复制,结论：复制n次，产生子代DNA分子中含亲本DNA链的子代DNA占总数的( ),2 2n,场所呢？,DNA分子中碱基组成

17、的有关数量关系式,（1）在整个DNA分子中：,A的分子数（或所占比例）？,T的分子数（或所占比例）,G的分子数（或所占比例）？,C的分子数（或所占比例）,任意两种不能配对的碱基数之和占DNA分子中碱基总数的50%,即（A+G）的分子数（或所占比例） （）的分子数（或所占比例） （）的分子数（或所占比例） （）的分子数（或所占比例） DNA分子中碱基总数的%,T+C,A+C,T+G,50,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,（2） 在DNA分子的两条互补的脱氧核苷酸长链之间,设：,DNA分子的一条链为链，另一链为链。,则：,链中 A（、）的分子数（或所占比例）, 链中（、）的分子数（或所占比例

18、）,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,（2） 在DNA分子的两条互补的脱氧核苷酸长链之间,设：,DNA分子的一条链为链，另一链为链。,链中某两种不能配对的碱基数之和, 链中另两种不能配对的碱基数之和,即：,（A + G） （T + C）或（+）（+）,则：,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,（2） 在DNA分子的两条互补的脱氧核苷酸长链之间,设：,DNA分子的一条链为链，另一链为链。,链中某两种不能配对的碱基数之和与另两种不能配对的碱基数之和的比值,链中该比值的倒数,即：（AG ）（TC） （TC）（AG）,（AC ）（TG） （TG）（AC）,则：,已知： 链中（A+G）/（T+C）

19、=0.4 求： 链中（A+G）/（T+C）,解： 链中（A+G）/（T+C）, 0.4 2.5,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,（3）整个DNA分子与它的两条互补的脱氧核苷酸长链之间,整个DNA分子中相对应的两种碱基数之和 （A+T）或（G+C） 所占的比例 ,例如：若某DNA分子中（A+T）占碱基总数的43%，则其每一单链中（A+T）也都各占单链中碱基总数的%。,其每一单链中这两种碱基数之和 （A+T）或（G+C） 在该单链中所占的比例,43,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,（3）整个DNA分子与它的两条互补的脱氧核苷酸长链之间,整个DNA分子中某一碱基所占的比例？,该碱基在每一

20、单链中所占的比例之和的一半,例如：若某DNA分子中，A链中A占10%，B链中A占24%，则该DNA分子中A占整个DNA分子全部碱基的%。,17,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,DNA复制的特点是一母链为模板，按照碱基配对原则，进行半保留复制。,据此：可得出如下一系列关系式：,（1）若以32P标记某DNA分子，再将其转移到不含32P（含31P）的环境中，该DNA分子经连续n代复制后：,含32P的DNA分子数 个 含31P的DNA分子数,含32P的DNA分子数 占复制产生的DNA分子总数的比例 ,2,1/2n-1,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,DNA复制的特点是一母链为模板，按照碱基

21、配对原则，进行半保留复制。,据此：可得出如下一系列关系式：,（1）若以32P标记某DNA分子，再将其转移到不含32P的环境中，该DNA分子经连续n代复制后：,不含32P的DNA分子数 个，,不含32P的DNA分子数 占复制产生的DNA分子总数的比例 ,（2n2）,1（1/2n-1）,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,DNA复制的特点是一母链为模板，按照碱基配对原则，进行半保留复制。,据此：可得出如下一系列关系式：,（1）若以32P标记某DNA分子，再将其转移到不含32P的环境中，该DNA分子经连续n代复制后：,复制后产生的不含 32P的脱氧核苷酸链的条数 ,复制后产生的不含 32P的脱氧核

22、苷酸链的条数 占脱氧核苷酸链总条数的比例 ,(2n+12),(2n+12)/2n+1 11/2n,DNA分子中碱基组成的有关数量关系式,DNA复制的特点是一母链为模板，按照碱基配对原则，进行半保留复制。,据此：可得出如下一系列关系式：,(2)若某DNA分子中含某种碱基X个，则该DNA分子进行n次复制，需含该碱基的脱氧核苷酸分子数 ,（X,2X,4X,.,2n-1X)个 （2n1）X个。,练习,分别用32P标记噬菌体的DNA，35S标记细菌的蛋白质做侵染实验 (31P,32S)问： 子噬菌体的DNA分子含有的上述元素是： 子噬菌体的蛋白质分子含有的上述元素是： 此实验证明了： 若繁殖n代，产生子

23、代噬菌体( )个，含亲本DNA链的噬菌体为( )个；,32P、 31P,35S,DNA是遗传物质,2n,2,35S,31P,32P,32S,03上海市高考题：,32某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ） A7（am）B8（am） C7（1/2 am) D8（2am）,C,06上海市高考题：,10用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体有( ) A0个B2个 C30个D32个,B,在双链DNA分子中，有腺嘌呤P个，占全部碱基的比例为NM（M2N），则该DNA分子

24、中鸟嘌呤的个数为( ),能力训练：,(PM/2N)-P,A=T=P G=C,某DNA分子一个单链上（A+G）/（T+C）=0.4，则该DNA的另一条单链和整个DNA分子中同样的碱基比是（ ） A、0.4和0.6 B、2.5和1.0 C、0.4和0.4 D、0.6和1.0,练习：,B,07高考,24已知某DNA分子共含有1000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C=l：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是A600个 B900个 C1200个 D1800个,某一DNA分子，T为200个，复制数次后，消耗周围环境中胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸3000个，则该DNA分子已经复

25、制了几次： A、3次 B、4次C、5次 D、6次 某生物遗传物质的碱基组成是嘌呤占58%，嘧啶占42%，此生物可能是： A、噬菌体 B、小麦 C、烟草花叶病毒 D、任何生物 某生物核酸的碱基组成是嘌呤占58%，嘧啶占42%，此生物可能是： A、噬菌体 B、小麦 C、烟草花叶病毒 D、任何生物,练习：,练习：,某DNA分子中共有200个碱基对，其中有A 80个，当DNA分子连续复制两次，细胞核中参与复制的游离胞嘧啶脱氧核苷酸分子共有（） A.180个 B.240个 C.360个 D.480个,C,RNA的结构,mRNA,tRNA,RNA的合成：,练习：碱基数量关系,某生物遗传物质的碱基的组成成份

26、是嘌呤碱基占42%，嘧啶碱基占58%，此生物可能是（ ） A.烟草 B.小麦 C.烟草花叶病毒 D.任何生物,C,能力训练：,一段mRNA有30个碱基，其中A=G有12个，则转录成mRNA的一段DNA分子中应有( )个C+T A.12 B.18 C.24 D.30,D,遗传物质的结构和功能单位基因,基因的功能：,基因与DNA、染色体、遗传信息的关系,基因是DNA上,基因在染色体上呈排列,基因的 代表着遗传信息,通过控制 的合成控制性状,蛋白质,蛋白质合成：,碱基序列,有遗传效应的片段,线性,03上海市高考题：,7“人类基因组计划”中的基因测序工作是指测定（ ） ADNA的碱基对排列顺序BmRN

27、A的碱基排列顺序 C蛋白质的氨基酸排列顺序 DDNA的基因排列顺序,A,04上海市高考题：,10马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体， 但性状差异很大，原因是（ ） A生活环境不同 BDNA分子中碱基对排列顺序不同 CDNA分子中碱基配对方式不同 D着丝点数目不同,B,蛋白质合成中遗传信息传递的实质？,基因mRNAtRNA蛋白质,脱氧核苷酸 序列,密码子 序列,反密码子 序列,氨基酸 序列,拓展：将猪的mRNA放入到牛的细胞中合成的蛋白质是 猪肉蛋白还是牛肉蛋白？,DNA分子中碱基和中心法则的数量关系,基因碱基数 ： mRNA碱基数： 氨基酸数,6 3 1,注：基因碱基数不包含终止密码的碱基数。

28、,基因碱基数 ： mRNA上密码子： 氨基酸数,6 1,比例为：,比例为：,注： mRNA上密码子64个， tRNA（反密码子61个）。,DNA分子中碱基和中心法则的数量关系,多肽或蛋白质中的氨基酸数 mRNA中的碱基数*(1/3)不包含终止密码 相应基因DNA中的碱基对数*(1/3) 相应基因DNA中的碱基数*(1/6),07高考,2密码子存在于ADNA BmRNA CtRNA D核糖体,练习：,例：枯草杆菌的染色体是4.2106个核苷酸组成的2条多聚核苷酸链，以氢键配对的环状DNA。假定整条染色体有形成蛋白质的遗传信息，则枯草杆菌约可产生多少种蛋白质？另假定蛋白质平均有300个氨基酸组成，各基因在一条链上，除对应于蛋白质的的遗传密码外，用于转录、翻译和调节要100个核苷酸。,答案：指令合成蛋白质的遗传信息，是使用2条多聚核苷酸链中的1条（有意义链）。1种蛋白质的核苷酸数是3003，因此蛋白质种类数是4.21062 / (3003+100)=2.1103,练习：,一条肽链含999个肽键，则此蛋白质含( )个氨基酸，最多( )种氨基酸，合成此蛋白质的mRNA共含碱基( )个，基因中最少含有脱氧核糖数为( )个,1000,20,3000,6000,03上海市高考题：,24水蛭素是由65个氨基