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【专题知识框架】
【三年高考命题分析与备考指导】 命题分析:
备考指导:
1.以构成生物体的化学元素为线索,引申出各种化合物的组成、结构和功能等相关知识。 2.运用列表法比较蛋白质和核酸二者的异同,并分析二者的联系,同时结合遗传内容明确基因对性状的控制原理。
3.充分利用比较法分析各种化合物的共有元素和特有元素,以便利用同位素标记法来检测或鉴定特定物质,如噬菌体侵染细菌的实验中用S标记蛋白质外壳,用P标记DNA。 【核心考点要点归纳】 考点一、元素和化合物
1.组成生物体的化学元素种类与含量
组成生物体的化学元素常见的主要有20多种,其组成、分类及含量如图所示:
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其中主要元素:指含量占原生质总量97%以上的元素。 大量元素:指含量占生物体总重量的万分之一以上的元素。
微量元素:指生物体生活所必需的,含量虽少但作用非常重要的元素。 2.矿质元素:指除了C、H、O以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。 化学元素的存在形式和功能
(2)生物体内化学元素的功能
①生物体的化学元素组成多种多样的化合物,这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。 ②化学元素能够影响生物体的生命活动。 3.感悟拓展
(3)碳原
子本身的化学性质,使它能够通过化学键连接成链或环,从而形成各种生物大分子,正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用,科学家才说“碳是生命的核心元素”,“没有碳,就没有生命”,与在生物体内的含量无关。
(4)生物体内鲜重最多的元素为O,干重最多的为C,植物因糖类多,蛋白质少,故干重中O较多,而动物相反,故干重中C、N比例高,且Ca、P等元素因骨骼、牙齿中大量积累而较多。
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(6)从化合
物的元素含量上分析其氧化分解时释放的能量多少:
脂肪分子中氧的含量远少于糖类,而碳和氢的含量则比糖类多,因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的氧气比糖类多,释放的能量也多于糖类。
(7)化合物的特殊元素组成在同位素标记法中的应用
噬菌体的蛋白质中含S,而DNA中含P,因此可分别用同位素标记S和P以证明DNA是噬菌体的遗传物质。
(8)组成生物体的化学元素的重要作用 组成化合物
如与光合作用有关的含N化合物:叶绿素、ATP、NADP、酶等。 (9) 生物的统一性和差异性
+
差异性
从元素角度看,组成生物体的各化学元素的含量有很大差异。 考点二、蛋白质的结构和功能 (一)氨基酸的种类和结构特征
1.种类
构成蛋白质的氨基酸约有20种,包括必需氨基酸和非必需氨基酸。 必需氨基酸:人体内有8种(婴儿9种),必须从外界获取。 非必需氨基酸:可以通过其他化合物转化而来。 2.结构特点
(1)通式:(2)特点
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拓展:
基因表达时,从信使RNA上的起始密码子开始,两个起始密码子分别对应甲硫氨酸和缬氨酸,即蛋白质中第一个氨基酸定为两种中其中之一,所以可以推测绝大多数蛋白质含“S”元素,但并非所有的蛋白质都含“S”,基本元素为C、H、O、N,特征元素为“S”。
(二)与蛋白质的结构和功能有关的计算
2.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算
蛋白质形成过程中的氨基、羧基、脱水数、形成肽键数等的数量关系 肽链 氨基 肽键序数 酸数 1 2 ? m 合计 n1 n2 ? nm n 数 n1-1 n2-1 ? 脱去水 分子数 n1-1 n2-1 ? 氨基酸平均相对分子质量 b b ? b b 蛋白质平均 相对分子质量 氨基 数目 羧基 数目 n1b-18(n1-1) 至少1个 至少1个 n2b-18(n2-1) 至少1个 至少1个 ? ? ? nm-1 nm -1 n-m n-m nm b-18(nm -1) 至少1个 至少1个 nb-18(n-m) 至少m个 至少m个 3有关蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和-失去的水分子的相对分子质总和
求生成的蛋白质的分子量时,应考虑到除脱去的水分子数外,还应考虑到其它一些化学变化过程,如形成-s-s时脱去的氢原子数。
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蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次加以理解
若两个肽链中的氨基酸的数目、种类都相同,但功能不同,是由排列次序不同造成的;若仅数目相同,则是由氨基酸的种类和排列次序不同造成的;若两个蛋白质分子的结构和功能都不同,则答全四个方面。
B. 蛋白质与多肽的区别
(1)结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式,无空间结构,而蛋白质具有一定的空间结构。 (2)蛋白质多样性有四个方面原因,但多肽多样性只有三个方面的原因,这一点在组织答案时应特别注意。
(3)一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽,但不能称为蛋白质。蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他物质结合而成的。即基因控制蛋白质合成时,翻译的直接产物应为多肽,不能写蛋白质。
C.蛋白质功能的多样性
蛋白质分子结构复杂、种类繁多,这是蛋白质分子具有多种重要功能的基础。下列列举几例,说明其功能的多样性。
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