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高中化学 第15讲 生物分子化合物和高分子化合物初步奥赛辅导讲义

高中化学 第15讲 生物分子化合物和高分子化合物初步奥赛辅导讲义
高中化学 第15讲 生物分子化合物和高分子化合物初步奥赛辅导讲义

合物和高分子化合物初步奥赛辅导讲义

【竞赛要求】

糖的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纤维素与淀粉。氨基酸、多肽与蛋白质的基本概念。DNA与RNA。

【知识梳理】

一、糖类

糖类物质是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成多羟基醛或多羟基酮的化合物。

糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。

(一)单糖

1、单糖的组成及结构

(1)葡萄糖的组成及结构

①链状结构式

由元素分析和分子量测定确定了葡萄糖的分子式为C6H12O6。其平面结构式为:

CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO

其费歇尔投影式为:

D–(+)–葡萄糖

在葡萄糖的投影式中,定位编号最大的手性碳原子上的羟基位于右边,按照单糖构型的D、L 表示法规定,葡萄糖属于D –型糖,又因葡萄糖的水溶液具有右旋性,所以通常写为D –(+)–葡萄糖。

葡萄糖是已醛糖,分子中有4个手性碳原子,应有16个光学异构体,其中8个为D型,8个为L型。

2、变旋光现象及环状结构式

变旋光现象:某些旋光性化合物的旋光度在放置过程中会逐渐上升或下降,最终达到恒定值而不再改变的现象。

实验发现,结晶葡萄糖有2种。一种是从乙醇溶液中析出的晶体(熔点146℃),配成水

D-(+)-葡萄糖由链状结构转变为环状半缩醛结构时,醛基中的碳原子由sp2杂化转变为sp3杂化,而且该碳原子上连有4个不相同的基团,从而产生一个新的手性碳原子,这个新引入的手性中心使得葡萄糖的半缩醛式可以有2个光学异构体,它们是非对映体关系,两者之间只是C1构型不同,其它构型均相同,故称之为端基异构体,也称异头物。C1羟基称为苷羟基。通常苷羟基位于碳链右边的构型称为α–型,位于碳链左边的称为β–型。

由于葡萄糖存在2种环状结构,在水溶液中,两种环状结构中任何一种均可通过开链结构相互转变,最后达到动态平衡状态。此时其比旋光度为+52.7度,此即葡萄糖变旋光现象产生的原因。

③哈沃斯式

在葡萄糖的环状结构式中,C– O– C键拉得很长,这是与实际情况不符合的。为了合理地表达单糖的环状结构,哈沃斯建议按下列规则将费歇尔投影式换写成哈沃斯式。

第一,所有费歇尔投影式中,连在手性碳原子右边的羟基在哈沃斯式中位于环平面的下方,

反之,位于环平面上方的羟基相当于费歇尔投影式中连在手性碳原子左边的羟基。

第二,费歇尔投影式中D–型糖的羟甲基在哈沃斯式中应指向环平面的上方,L –型糖的羟甲基则指向环平面的下方。

将D –葡萄糖由开链式转变成哈沃斯式时,只要糖分子中各个碳原子构型表达无误即可,这种透视式可以更形象地显示糖的环状立体结构。

α– D–(+)–吡喃葡萄糖β–D–(+)–吡喃葡萄糖

对于含5个碳原子和1个氧原子的六元环单糖可以看成是杂环化合物吡喃的衍生物,称为吡喃糖。把含有4个碳原子和1个氧原子的五元单糖看成是杂环化合物呋喃的衍生物,称为呋喃糖。故把上述两个化合物称为α– D–(+)–吡喃葡萄糖和β– D –(+)–吡喃葡萄糖。(2)果糖的组成及结构

果糖的分子式也是C6H12O6,是葡萄糖的同分异构体。果糖是已酮糖,其结构式中C3、C4、C5的构型与葡萄糖相同。在果糖的投影式中,编号最大的手性碳原子上的羟基位于右边,故属于D–型糖,果糖具有左旋性,故称为D–(–)–果糖。

与葡萄糖相似,D–果糖开链结构中的C5或C6上的羟基可以和酮基结合生成半缩酮,因而可以形成呋喃环或吡喃环两种环状结构的果糖。这些环状结构都有各自的α型和β型异构体。在水溶液中,D–果糖也可以由一种环状结构通过开链结构转变成另一种环状结构,形成互变平衡体系。因此,果糖也具有变旋光现象,达到平衡时,其比旋光度为– 92度。

+

+

α– D–(–)–吡喃果糖α– D–(–)–呋喃果糖

2、单糖的化学性质

(1)差向异构体

将D–葡萄糖用稀碱处理时,可得到D–葡萄、D–甘露糖和D–果糖这三种糖的混合物,这种现象称为差向异构体。

(2)氧化反应

醛糖的分子中含有醛基,所以容易被弱氧化剂氧化,能将斐林试剂还原生成氧化亚铜砖红色沉淀,能将多伦试剂还原生成银境。此外还有一种弱氧化剂叫做班氏试剂也能被醛糖还原生成氧化亚铜砖红色沉淀,常在临床检验中使用。

+ 托伦试剂(斐林试剂)+ Ag↓(Cu2O↓)

在不同条件下,醛糖可被氧化成不同产物,比如葡萄糖,用硝酸氧化时,得到葡萄糖二酸,而用溴水氧化则得到葡萄糖酸。反应式如下:

D-葡萄糖二酸

D-葡萄糖酸

在葡萄糖的溶液中加入溴水,稍加热后,溴水的棕红色即可褪去,而果糖与溴水无作用,所以,用溴水可以区别醛糖和酮糖。

凡是能够还原多伦试剂或斐林试剂的糖都称还原糖。从结构上看,还原糖都含有α–羟基醛或α–羟基酮或含有能产生这些基团的半缩醛或半缩酮结构。

3、还原反应

在活性镍催化下,葡萄糖或果糖都可以在碱性及一定条件下被氢化,羰基被还原成相应的羟基,结果生成山梨醇和甘露醇。

+

山犁醇甘露醇

4、成脎反应

单糖具有醛或酮羰基,可与苯肼反应,首先生成腙,在过量苯肼存在下,α–羟基继续与苯肼作用生成不溶于水的黄色晶体,称为糖脎。

不同的糖脎晶形不同,熔点也不同,因此利用该反应可作糖的定性鉴别。另外,单糖的成脎反应一般都发生在C1和C2上,因此,除C1及C2外,其余手性碳原子构型均相同的糖都能生成相同的糖脎。例如,D–葡萄糖、D–果糖和D–甘露糖的糖脎是同一个化合物。

5成苷反应

单糖的半缩醛羟基较其它羟基活泼,在适当条件下可与醇或酚等含羟基的化合物失水,生成具有缩醛结构的化合物,称为糖苷。如在干燥的氯化氢气体催化下,D–葡萄糖与甲醇作用,失水生成甲基–D–吡喃葡萄糖苷。反应式如下:

+ CH3OH

甲基-D-吡喃葡萄糖苷

6、脱水反应(显色反应)

莫利许反应:(作为糖类和其它有机物的鉴别)在糖的水溶液中加入α–萘酚的醇溶液,然后沿着试管壁再缓慢加入浓硫酸,不得振荡试管,此时在浓硫酸和糖的水溶液交界处能产生紫红色。

塞利瓦诺夫反应(作为醛糖和酮糖的鉴别)在醛糖和酮糖中加入塞利瓦诺夫试剂,加热,酮糖能产生鲜红色,而醛糖则不能。

(二)二糖

1、蔗糖

蔗糖是植物中分布最广的二糖,在甘蔗和甜菜中含量较高。纯的蔗糖为无色晶体,易溶于水,难溶于乙醇和乙醚中。蔗糖水溶液的比旋光度为+66。5度。

蔗糖的分子式为C12H22O11,对其结构的研究已经证明:蔗糖分子是由α– D –(+)–吡喃葡萄糖的半缩醛羟基与β– D–(–)–呋喃果糖的半缩酮羟基间失水生成的,单糖间以1,2 –糖苷键连接。

在蔗糖的分子中已无半缩醛羟基存在,不能转变为醛式,因此,蔗糖是一种非还原性二糖,没有变旋光现象,也不能形成糖脎,不能被氧化剂氧化。

2、麦芽糖

(三)多糖

1、淀粉

淀粉是人类最主要的食物,广泛存在于各种植物及谷类中。

淀粉用水处理后,得到的可溶解部分为直链淀粉,不溶而膨胀的部分为支链淀粉。一般淀粉中含直链淀粉10℅~ 20℅,支链淀粉80℅~ 90℅。

直链淀粉的基本结构单位是D –葡萄糖。许多D –葡萄糖通过α–1,4 –苷键结合成链状。支链淀粉的主链也是由D –葡萄糖经过α–1,4-苷键连接而成,但它还有通过α–1,6–苷键或其它方式连接的支链。

淀粉溶液与碘作用生成蓝色复合物,常作为淀粉的鉴别。

2、纤维素及其衍生物

纤维素是自然界中最丰富的多糖,它是植物细胞的主要成分。棉花是含纤维素最多的物质,含量达92℅-95℅。纤维素是由几千个葡萄糖单位经β–1,4 –苷键连接而成的长链分子,一般无分支链。

纤维素的衍生物主要由纤维素酯类和纤维素醚类。

二、氨基酸、蛋白质、核酸

(一)氨基酸

分子中既含有氨基又含有羧基的双官能团化合物称为氨基酸。根据氨基酸分子中所含氨基和羧基的相对数目,可将氨基酸分为:中性氨基酸(其分子中氨基与羧基的数目相等)、碱性氨基酸(其分子中氨基比羧基的数目多)和酸性氨基酸(其分子中羧基比氨基的数目多)。碱性氨基酸一般显碱性,酸性氨基酸显酸性,但中性氨基酸不呈中性而呈弱酸性,这是由于羧基比氨基的电离常数大些所致。

氨基酸的主要性质:

α–氨基酸都是无色晶体,具有较高的熔点。

1、两性与等电点

氨基酸分子中,含有氨基和羧基,一个是碱性基团,一个是酸性基团,两者可相互作用而成盐,这种盐称为内盐。

内盐

内盐分子中,既有带正电荷的部分,又有带负电荷的部分,所以又称两性离子。实验证明,在氨基酸晶体中,氨基酸并不是以分子的形式存在,而是以两性离子的形式存在。氨基酸在水溶液中,形成如下的平衡体系:

负离子两性离子正离子

从上述平衡可以看出,当加入酸时,平衡向右移动,氨基酸主要以正离子形式存,当pH<1时,氨基酸几乎全为正离子。当加入碱时,平衡向左移动,氨基酸主要以负离子形式存在,当pH>11时,氨基酸几乎全部为负离子。氨基酸溶液置于电场之中时,离子则将随着溶液pH值的不同而向不同的极移动。碱性时向阳极移动,酸性时向阴极迁移。对于中性氨基酸来说,其水溶液中所含的负离子要比正离子多,为了使它形成相等的解离,即生成两性离子,应加入少量的酸,以抑制酸性解离,即抑制负离子的形成。也就是说,中性氨基酸要完全以两性离子存在,pH值不是为7,而是小于7。如甘氨酸在pH值为6.1时,酸式电离和碱式电离相等,完全以两性离子存在,在电场中处于平衡状态,不向两极移动。这种氨基酸在碱式电离和酸式电离相等时的pH值,称为该氨基酸的等电点。用pI表示。由于不同的氨基酸分子中所含的氨基和羧基的数目不同,所以它们的等电点也各不相同。一般说来,酸性氨基酸的等电点pI为2.8 ~ 3.2;中性氨基酸的等电点pI为4.8 ~ 6.3;碱性氨基酸的等电点为7.6 ~11。

在等电点时,氨基酸的溶解度最小。因此可以用调节溶液pH值的方法,使不同的氨基酸在各自的等电点结晶析出,以分离或提纯氨基酸。

2、与茚三酮反应

α–氨基酸的水溶液与茚三酮水溶液加热,能发生显色反应,这是鉴别α–氨基酸最灵敏、最简单的方法。

3、受热反应

α–氨基酸受热后,2分子脱水生成环状交酰胺。开始加热时,2分子α–氨基酸也可脱去1分子水生成二肽,但反应的主要产物是交酰胺。如果用盐酸或碱处理,生成的交酰胺,也可转变成二肽。

RCHNH2COOH + RCHNH2COOH RCHNH2CONHCHRCOOH 二肽

二肽分子中的─CONH─结构称为酰胺键或肽键。肽键是多肽和蛋白质分子中氨基酸之间相互连接的基本方式。

β–氨基酸受热时,氨基与α–碳原子上的氢结合成氨而脱去,生成α,β–不饱和酸。例如:RCHNH2COOH RCH═CHCOOH + NH3

γ–、δ–氨基酸受热时,氨基上的1个氢原子与羧基上的羟基结合成水而脱去,生成较为稳定的五元环或六元环的内酰胺。

当氨基酸分子中的氨基与羧基相隔5个或5个以上碳原子时,受热则发生分子间脱水,生成链状聚酰胺。如尼龙– 6、尼龙– 7等聚酰胺纤维,就是由相应的ω–氨基酸脱水聚合制成的。(二)多肽

由2个以上α–氨基酸单位通过肽键互相连接起来的化合和物称为多肽。其通式为:RCHNH2–(CONHCHR)n–COOH

在多肽链中,保留有游离氨基的一端称为N端,保留有游离羧基的一端称为C端。习惯上把N 端写在左边,C端写右边。

(三)蛋白质

蛋白质也是由氨基酸通过肽键连接而成的高分子化合物,也是多肽,人们通常把分子量低于10000的视为多肽,高于10000的称为蛋白质。

由于蛋白质中大多数的含氮量都近似为16℅,即任何生物样品中,每克氮相当于6.25克蛋白质。6.25称为蛋白质系数。

(四)核酸

核酸是一类含磷的酸性高分子化合物,由于它最早发现于细胞核,故称核酸。核酸根据其组成可分为两大类:核糖核酸(简称RNA)和脱氧核糖核酸(简称DNA)。其中DNA98℅以上存在于细胞核中,RNA 90℅存在于细胞质,10℅存在于细胞核中。

核酸的化学组成:核酸是由磷酸、戊糖与碱基三类化学成分组成的。

组成核酸的戊糖有D –核糖和D – 2 –脱氧核糖。

核酸中存在的碱基主要有嘧啶碱和嘌呤碱两类杂环碱。其中最常见的有胞嘧啶(常用英文字母C表示)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、乌嘌呤(G)5种。

核苷:由戊糖与碱基缩合而得的产物称为核苷。RNA中的核苷有腺嘌呤核苷、乌嘌呤核苷、胞嘧啶核苷和尿嘧啶核苷。DNA中的核苷有腺嘌呤脱氧核苷、乌嘌呤脱氧核苷、胞嘧啶脱氧核苷和胸腺嘧啶脱氧核苷等。

组成核酸的基本单位——核苷酸:核苷酸是由1分子戊糖、1分子杂环碱和1分子磷酸组成。戊糖与碱基缩合成核苷,核苷再与磷酸结合成为核苷酸。

三、合成高分子化合物

高分子化合物简称高分子,与低分子化合物的最大不同是相对分子质量,高分子的相对分子质量一般在一万以上,亦有几十万,甚至是上百万。自然界存在的高分子如淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等称天然高分子,通过人工合成的高分子如塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等称合成高分子。

高分子也叫聚合物,虽然相对分子质量很大,但化学组成比较简单,一般是由简单的结构单元重复连接而成。如聚乙烯可表示为,它是由乙烯聚合而成,其结构单元为—CH2—CH2—,n 表示聚合度。

(一)加聚反应与缩聚反应

含有重键的单体分子,如乙烯、丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)、苯乙烯(CH2=CHC6H5)等它们是通过加成聚合反应得到聚合物的。聚合时常用引发剂I先形成活性种R*,活性种打开单体M的π键,与之加成,形成单体活性种,接着不断迅速地与单体加成形成高分子,随后活性链失去活性,使链终止。可用简式表示如下:

I→R* R* + M→RM* RM* + M→RM *

2……RM

*

)1

(-

n+ M→RM

*

n R M

*

n→RMn

含有双官能团的单体,通过分子间官能团地缩合反应把单体分子连接起来,同时生成水、醇、氨等小分子,这样不断地缩合,使分子不断增大,最后形成高分子聚合物,称为缩合聚合反应,简称缩聚反应。如已二胺和已二酸反应生成聚已二酰已二胺,商品名为尼龙–66。反应式可写成:

nH2N(CH2)6NH2 + n HOOC(CH2)4COOH →Hn OH + (2n–1)H2O

(二)合成高分子的结构和特性

单体分子经加成聚合或所含的双官能团单体经缩聚得到的聚合物都是线型长链状的高分子。一些线型聚合物还带有支链,如高压聚乙烯;也有一些聚合物,分子链之间通过化学反应,形成化学键使分子交叉起来,构成体型网状高分子。由于高分子的结构不同,其性能也有所不同。线型高分子加热时可以逐渐变软,然后再变成液体,液体冷却后又逐渐变成固体,随着温度的变化可反复改变物理状态。线型高分子的这种性质,称为热塑性,它可以使高分子材料便于加工,而且还可以多次重复进行。线型高分子还可以用溶剂溶解。

单体进行聚合反应时,先形成线型高分子,在某种条件下分子链之间发生交联由线型变成体型网状高分子。体型高分子加热后不会熔化和流动,这种性质称为热固性。因此体型高分子一旦加工成型后,不能通过加热改变其形态,热固性树脂固化后也不能容溶剂溶解,如酚醛树脂和环氧树脂就是热固性树脂。

在热的作用下,大分子末端断列生成自由基,然后按链式机理迅速逐已脱除单体二降解,脱除少量单体后短期内残留物的相对分子质量变化不大,此类反应称为解聚。如聚甲基丙烯酸甲酯在164~270℃能发生解聚,利用此反应可从聚合物中回收单体。

(三)高分子材料

1、塑料

塑料是在一定的温度和压力下,可以塑制成型的合成高分子材料,由于合成高分子具有热塑性和热固性,所以塑料可以分成热塑性塑料和热固性塑料。

工程塑料可以作为工程材料代替金属,具有优良的机械性能、耐热性和尺寸稳定性,主要有聚酰胺、ABS、聚碳酸脂等。ABS工程塑料广泛用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业,许多家电的外壳就是ABS塑料做的。

ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的共聚物,其结构式为:

2、橡胶

橡胶具有高弹性、绝缘性、不透气、不透水、抗冲击、吸震及阻尼性。有些特种橡胶还具有耐化学腐蚀、耐高温、耐低温、耐油等性能。因而橡胶制品在工业、农业、国防和科技现代化中起着重要的作用。

天然橡胶的组成是异戊二烯。现在可用异戊二烯单体合成的异戊胶的结构和性能基本与天然橡胶相同。

由于异戊二烯的原料来源受到限制,而丁二烯则来源丰富,因此以丁二烯为基础开发了一系

列合成橡胶,如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶等。丁苯橡胶是由丁二烯(70%)和苯乙烯(30%)通过乳液聚合制得。

丁苯橡胶是应用最广、产量最多的合成橡胶,其性能与天然橡胶接近,而耐热、耐磨、耐老化性能优于天然橡胶,可用来制轮胎、皮带、密封材料和电绝缘材料,但它不耐油和有机溶剂。

硅橡胶的结构式如下:

硅橡胶的分子特别,主链上没有碳原子,因此叫做元素有机聚合物。由于硅橡胶无毒、无味、柔软、光滑、生理惰性及血液相溶型巨很优良,亦可用作医用高分子材料,如人工器官、人工关节、整形修复材料、药液载物等。

天然橡胶和合成橡胶在未硫化前称为生橡胶。生橡胶具有可塑性,强度低,回弹力差,容易产生永久形变,这是因为生橡胶分子是线型结构,生橡胶只在硫化后由线形分子体型网状结构才具有高弹性,才有应用价值。

3、纤维

棉、麻、丝、毛属天然纤维,目前绚丽多彩的纺织品,大部分是由化学纤维制成,化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。宛如丝绸的人造棉(粘胶纤维)、质地柔软的人造毛、轻柔滑爽的人造丝(醋酸纤维),是由于然纤维或蛋白质为原料,经过化学改性而制成的,属于人造纤维。平常我们见到的五彩缤纷而又厚实的缎子被面,大部分是人造纤维制成的。抗皱免烫的涤纶、坚固耐磨的尼龙,胜似羊毛的腈纶,结实耐穿的维纶等都是合成纤维。

聚酯纤维:凡是含有(酯基)的高分子都称为聚酯,它可抽丝成纺织品,亦可作为塑料和涂料等的原料。涤纶小为由于分子排列规整、紧密,结晶度较高,不易变形,因此抗皱性好。涤纶织物由于牢固,易洗、易干,做成衣服外形挺括等特点,主要用于做衣料,也可做运输带、轮胎帘子线、缆绳、渔网等。

聚酰胺纤维:聚酰胺是一类性能优良的高聚物,它可以做工程塑料,抽丝则可制成纤维,商品名尼龙或锦纶,最常见的是尼龙–6和尼龙–66,主要用于制作丝袜及针织内衣、渔网、降落伞、宇航服。尼龙织物的特点是强度大、弹性好、耐磨性好。这是由于分子链中有(酰胺基),在长链分子中不仅有较大的范得华力,还有氢键的作用,因此强度特别大。

4、胶粘剂

环氧树脂:凡是分子中含有二个以上的环氧基的物质,都可作为环氧树脂胶粘剂,环氧树脂俗称万能胶,通用环氧树脂胶粘剂是由2,2 – (4,4’–二羟基二苯基)丙烷(俗称双酚A)和环氧氯丙烷缩聚反应制得。

作为胶粘剂的环氧树脂是亮黄色的的粘稠物质,是线型分子,相对分子质量并不大,n在0 ~ 19之间,在年节物体时需要有机胺、酸酐等固化剂固化。

未经固化的环氧树脂相对分子质量较小,没有强度,而固化以后相对分子质量成倍提高,最后形成不溶不熔的体型网状结构,具有很强的粘接强度。

【典型例题】

例1、化合物X是从天然产物中分离而得,分子量为180,把1.98 g X燃烧可生成1478.4 mL (标准状况)CO2和1.188 g H2O。X能发生银镜反应,且能在弱酸性条件下被溴氧化成酸。X 与乙酸酐反应得A,A的分子量比X大116.67%。问:

(1)写出X和A的结构式:

(2)与X的结构式一致的天然产物是什么?写出它的名称,并以最好的方式写出它的结构式

分析:本题可以先求X 的最简式,再求分子式,然后根据性质推出 X 的结构式。再根据X 的性质和A 的分子量可以推出A 的结构式。最后运用葡萄糖的结构知识解得第二问。 解:(1)1.98 g X 中含C 原子:

4.22104.14783

-?= 0.066 mol 即0.792 g

含H 原子: 1.188×182

= 0.132 mol 即0.132 g

含O 原子: 1.98-0.792-0.132 = 1.056 g

在X 中 C ︰H ︰O = 0.066︰0.132︰16056

.1 = 1︰2︰1

X 的最简式为CH2O ,式量为30。

由于X 的分子量为180,所以X 的分子式为C6H12O6。

由性质可以推断X 的结构式为:

HOCH2(CHOH)4CHO

A 的分子量应为180×216.67%

其结构式应为

(2)与X 的结构式一致的天然产物应为D – (+) – 葡萄糖。其最好的结构表示法为透视式或氧环式。

例2、在下列己醛糖中,哪些结构之间成对映体关系?哪些结构之间成非对映体关系?

分析:产生对映异构的根本原因是由于分子缺乏某些对称因素,绝大多数情况下是因为没有对称中心也没有对称面。这样的分子不能与它的镜影重叠,就会产生对映异构现象。

解:基于对映异构体的概念不难得出成对映体关系的是:a —c ,b —d 成非对映体关系的是:a —b 、a —d 、b —c 、c —d 。

例3、A 和B 属于一类天然有机化合物,都能与盐酸、碱反应。随着介质的酸度不同,水溶液中A 和B 都能以三种形式——阳离子、阴离子、偶极离子存在并建立平衡。A 和B 中碳原子数的总和为6,A 和B 中的氧原子的比为1︰2

(1)试确定A 、B 为何物?

(2)以A 物质为例说明A 与盐酸、烧碱反应有什么产物?

分析:A 和B 能与酸、碱反应,故是两性化合物。水溶液中三种离子建立平衡,可定A、B 为氨基酸。可能的化合物为:A 中含1个碳原子,B 中含5个;A中含2个,B 中含4个;A 中含3个,B 中也含3个。而在A 和B 中氧原子的比为1︰2。

故A 为氨基乙酸,B 为2 – 氨基丁二酸。

解:(1)A 和B 都能与酸、碱反应,说明A 和B 均为两性化合物。又A 和B 都在水溶液中以偶极离子、阳离子、阴离子存在并建立平衡,这符合氨基酸的特点。又知A 和B 碳原子总和为6,A 与B 的氧原子比为1︰2。

所以,A 为氨基乙酸 NH2CH2COOH ,B 为2 – 氨基丁二酸。

(2)NH2CH2COOH + HCl → (NH3CH2COOH)Cl

NH2CH2COOH + NaOH → NH2CH2COONa + H2O

例4、如何从赖氨酸、丙氨酸和谷氨酸混合物的水溶液中获得各种氨基酸成分?

分析:根据在等电点时氨基酸的溶解度最小,则可通过调节pH ,使它们分别析出。

解:在等电点时氨基酸的溶解最小,故可在适宜的温度和浓度下调节pH 至每以氨基酸的等电点,使它们分别析出。本题可先调节pH 至3.22,让谷氨酸析出,再调节pH = 6.02,让丙氨酸析出,最后调pH = 9.74使赖氨酸析出。

注:在等电点时氨基酸分子既不移向电场的阳极也不移向电场的阴极,利用此性质进行分离非常有效。例如,控制pH 在6左右,丙氨酸不移动,谷氨酸移向阳极,赖氨酸移向阴极。 例5、用不大于两个碳的化合物合成聚乙烯醇。

分析: 为聚乙烯醇,但聚合物无CH2 = CH —OH 单体,因此只能通过大

分子的反应得到,即先合成聚醋酸乙烯,再醇解。

解:HC ≡CH + HOOCCH3 CH2 = CHOOCCH3

n CH2 = CHOOCCH3

+ n HOCH3 + n CH3COOCH3

例6、L – 甲状腺素是一种重要的激素,用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类疾病。早期人类都是用动物的甲状腺组织来提取甲状腺素。甲状腺素的光学活性在20世纪30年代首先由Harington 和Salter 发现,他们从动物甲状腺体的蛋白质用发酵水解方法提取了L – 甲状腺素,从而避免了碱性水解的消旋现象,同样的结果也由Foster 和Palmer 等人在甲状腺体初步发酵后再酸性水解的方法而获得。但是从动物甲状腺体组织提取的L – 甲状腺素纯度低、光学纯度比较差,而且数量亦受到限制。40年代起,人们开始用合成方法来生产L – 甲状腺素。 化学合成法是以L – 酪氨酸为起始原料合成L –甲状腺素有多种路线,最有代表性的为Chalmers 开发的经典路线:

(C9H11NO3)????→?-423SO H HNO A (C9H9N3O7)()?????→?-NaOH

O CO CH 23 B (C11H11N3O8)??

???→?+

-H OH CH CH 23C (C13H15N3O8)D (C20H21N3O9) ??→?-Pd H 2E (C20H25N3O5)?????→?-HCl NaNO KI /2F (C20H21NO5I2)???→?-HAc HI G (C16H13NO4I2)

??→?-KI I 2(L -甲状腺素,C16H11NO4I4) 此合成工艺需要八步反应,虽可保留其光学活性,但操作步骤非常复杂,产率低,成本较高。 通过化学工程师们的不懈努力,上海精细化工研究所的研究人员采用3,5–二碘–L –酪氨酸为原料,经孵化反应(消化–偶合反应)合成了高纯度、高生物活性的L –甲状腺素,缩短了工艺路线,降低了生产成本,是较理想的合成路线。合成原理如下:

L –酪氨酸??

?→?-222O H I H ?→?I J ?→?K L ???→?-催化剂2O M ???→?-HAc

HCl L –甲状腺素 (1)为何L –甲状腺素有光学活性,以上反应是否会影响其光学活性?

(2)写出A ~M 各物质的结构简式。

分析:本题给出了两条合成L –甲状腺素的途径,第一条途径条件较多,根据反应前后化学式的变化和参与反应的试剂,并不难推出产物;第二条途径是对第一条的改进,可借助第一条的信息帮助解答。

解:(1)L –酪氨酸中有一不对称碳原子(手性碳原子),因此有旋光性;反应中该碳原子始终没参与,故不会改变光学活性。

(2)A :;B :;C :;

D :;

E :;

F:;G:;

H:;I:(CH3CO)2O;J:;K:CH3CH2OH;

L:;M:

【知能训练】

1、写出四种具有相同最简式CH2O的不同类型的有机物的结构简式。

2、已知在葡萄糖溶液中有一种环状结构的葡萄糖分子,化学式为C6H12O6,且存在下列平衡关系:

(1)这种环状结构的分子是通过葡萄糖分子(链式)中基和通过______反应而形成的。

(2)由两种简单的有机物合成某一键状醇醚:的反应方程式为。

3、A是常见的有机物,能发生银镜反应。(1)一分子A在催化剂甲作用下生成两分子B,B 能自身缩聚成高分子化合物C;(2)一分子A在催化剂乙作用下生成两分子D和两分子H2。D 不能发生银镜反应,但能在一定条件下被H2还原为B;(3)一分子A在催化剂丙作用下生成两分子E和两分子F,F的相对分子质量为D的一半,且F能使澄清石灰水变浑浊,E和B、D 都能发生酯化反应。

(1)F分子的电子式为

(2)与D分子具有相同分子式量的有机物中属于一元醇的同分异构体种(不含其他含氧基团)。

(3)A的工业名称是;C、D的结构简式为C D

(4)写出A发生银镜反应的离子方程式

4、醛糖能和菲林(Fehling)溶液、苯肼等反应,表现出醛基典型的性质,但不和希夫(Schiff)试剂、亚硫酸氢钠饱和溶液反应,为什么?

5、D-2-氨基葡萄糖(俗称氨基葡萄糖)在自然界中常为环状结构,请完成下列提问:(1)写出氨基葡萄糖的直链式与环状构象(A)(提示:葡萄糖结构见右图)。

(2)写出在三乙胺条件下其盐酸盐与(CH3CO)2O的反应产物(B)。

(3)将(B)在0℃下于稀酸或NH3/乙睛介质中反应,并写出产物结构简式。

6、一种得自天然产物的结晶性物质A,其分子式为C5H10O4,它的水溶液能够发生银镜反应。将A和碘化氢的水溶液及红磷加热时生成正戊烷。A与乙酸酐作用时生成化合物C11H16O7,该化合物不溶于水,也不发生银镜反应,但在酸存在下,与水共热时容易转变成能发生银镜反应的化合物C9H14O6。当A与甲醇在少量氯化氢存在下共热时生成不发生银镜反应的化合物C9H12O4。

(1)确定物质A及其转变产物的结构式。

(2)写出所进行的反应的化学方程式。

(3)说明物质A可能的立体结构变体。

7、含有氨基(—NH2)的化合物通常能够与盐酸反应,生成盐酸盐。如:R-NH2 + HCl →R -NH2·HCl(R代表烷基、苯基等)现有两种化合物A和B,它们互为同分异构体。已知:①它们都是对位二取代苯;②它们的相对分子质量都是137;③A既能被NaOH溶液中和,又可以跟盐酸成盐,但不能与FeCl3溶液发生显色反应;B既不能被NaOH溶液中和,也不能跟盐酸成盐;④它们的组成元素只可能是C、H、O、N、Cl中的几种。请按要求填空:

(1)A和B的分子式是。

(2)A的结构简式是;B的结构简式是。

8、氨基酸分子(RCH(NH2)COOH)中,既有碱性的氨基(-NH2),又有酸性的羧基(-COOH)。

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高中生物竞赛辅导书有哪些 高中是学习生物的重要时期,此时接触生物辅导书的相关资料有助于我们在高中生物竞赛中脱颖而出。下面是我为大家整理的高中生物竞赛辅导资料,希望对大家有所帮助! 高中生物竞赛考纲 首先,要知道什么是生物联赛。我们通常所说的中学生物学奥赛是分为以下五个赛程的:各省的初赛、全国中学生生物学联赛、全国中学生生物学竞赛、全国中学生生物学冬令营、国际中学生生物学奥林匹克竞赛(即IBO)。就是通过这层层的严格选拔,在全国范围内发掘出高手中的高手作为国家对选手参加IBO,为国争光。而当下由于很多高校都把学科竞赛省赛成绩作为自主招生申请条件之一,所以作为第二阶段的全国中学生生物学联赛也就获得更多的关注了。 其次,要知道生物联赛的考核内容。我们都知道该考试以高中生物学为基础,并会扩展至高校普通生物学内容,具体考核点与分值分布是这样的: 1.细胞生物学、生物化学、微生物学、生物信息学 (25%) 2.植物和动物的解剖、生理、组织和器官的结构与功能 (30%) 3.动物行为学、生态学 (20%) 4.遗传学与进化生物学、生物系统学 (25%) 最后回归主题吧,到底该准备些什么备考资料呢? 高中生物竞赛辅导书

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目录 中学生全国物理竞赛章程 (2) 全国中学生物理竞赛内容提要全国中学生物理竞赛内容提要 (5) 专题一力物体的平衡 (10) 专题二直线运动 (12) 专题三牛顿运动定律 (13) 专题四曲线运动 (16) 专题五万有引力定律 (18) 专题六动量 (19) 专题七机械能 (21) 专题八振动和波 (23) 专题九热、功和物态变化 (25) 专题十固体、液体和气体的性质 (27) 专题十一电场 (29) 专题十二恒定电流 (31) 专题十三磁场………………………………………………………………………… 33 专题十四电磁感应 (35) 专题十五几何光学 (37) 专题十六物理光学原子物理 (40)

中学生全国物理竞赛章程 第一章总则 第一条全国中学生物理竞赛(对外可以称中国物理奥林匹克,英文名为Chinese Physic Olympiad,缩写为CPhO)是在中国科协领导下,由中国物理学会主办,各省、自治区、直辖市自愿参加的群众性的课外学科竞赛活动,这项活动得到国家教育委员会基础教育司的正式批准。竞赛的目的是促使中学生提高学习物理的主动性和兴趣,改进学习方法,增强学习能力;帮助学校开展多样化的物理课外活动,活跃学习空气;发现具有突出才能的青少年,以便更好地对他们进行培养。第二条全国中学生物理竞赛要贯彻“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的精神,竞赛内容的深度和广度可以比中学物理教学大纲和教材有所提高和扩展。 第三条参加全国中学生物理竞赛者主要是在物理学习方面比较优秀的学生,竞赛应坚持学生自愿参加的原则.竞赛活动主要应在课余时间进行,不要搞层层选拔,不要影响学校正常的教学秩序。 第四条学生参加竞赛主要依靠学生平时的课内外学习和个人努力,学校和教师不要为了准备参加竞赛而临时突击,不要组织“集训队”或搞“题海战术”,以免影响学生的正常学习和身体健康。学生在物理竞赛中的成绩只反映学生个人在这次活动中所表现出来的水平,不应当以此来衡量和评价学校的工作和教师的教学水平。 第二章组织领导 第五条全国中学生物理竞赛由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会(以下简称全国竞赛委员会)统一领导。全国竞赛委员会由主任1人、副主任和委员若干人组成。主任和副主任由中国物理学会常务理事会委任。委员的产生办法如下: 1.参加竞赛的省、自治区、直辖市各推选委员1人; 2.承办本届和下届决赛的省。自治区、直辖市各推选委员3人。 3.由中国物理学会根据需要聘请若干人任特邀委员。 在全国竞赛委员会全体会议闭会期间由主任和副主任组成常务委员会,行使全国竞赛委员会职权。 第六条在全国竞赛委员会领导下,设立命题小组、组织委员会和竞赛办公室等工作机构。命题小组成员由全国竞赛委员会聘请专家和高等院校教师担任。组

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第一章生物学的学习策略和解题技巧 一、树立正确的生物学观点 树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一,正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器,有了正确的生物学观点,就可以更迅速更准确地学到生物学知识。所以在生物学学习中,要注意树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、生物进化和生态学等观点。 1.生命物质性观点 生物是由物质组成,一切生命活动都有其物质基础。从万物之灵的人类到单细胞的细菌,以及无细胞结构的病毒等,所有生物都是由碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁、铜等几十种化学元素组成的,并且这几十种化学元素在无机自然界都是可以找到的。生物体能够完成各种各样的生命活动,而一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的,如果没有生命物质也就没有生命活动。 2.结构与功能相统一的观点 结构与功能相统一的观点包括两层意思:一是有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;二是任何功能都需要一定的结构来完成。例如叶的表皮是无色透明的,表皮细胞排列紧密,向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。表皮的这种结构的存在,就既利于阳光透过,又能防止叶内水分过多地散失,还能保护叶内部不受外来的伤害;而阳光透入,防止水分散失,保护叶内组织,又需要一定的结构来完成,这就是表皮。 3.生物的整体性观点 系统论有一个重要的思想,就是整体大于各部分之和,这一思想也完全适合生物领域。不论是细胞水平、组织水平、器官水平,还是个体水平,甚至包括种群水平和群落水平,都体现出整体性的特点。例如,细胞膜、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、质体、液泡等细胞器都有其特有的功能,但是只有在它们组成一个整体——细胞的时候才能完成新陈代谢的功能,如果离开了细胞的整体,单独的一个细胞器是无法完成它的功能的。 4.生命活动对立统一的观点 生物的诸多生命活动之间,都有一定的关系,有的甚至具有对立统一的关系,例如,植物的光合作用和呼吸作用就是对立统一的一对生命活动。光合作用的实质是合成有机物,储存能量;呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量。很明显,两者之间是相互对立的。呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物,可以说,如果没有光合作用,呼吸作用就无法进行;另一方面,光合作用过程中,原料和产物的运输所需要的能量,也正是呼吸作用释放出来的,如果没有呼吸作用,光合作用也无法进行。因此说,呼吸作用和光合作用又是相互联系、相互依存的。只有光合作用和呼吸作用的共同存在,才能使植物体的生命活动正常进行。 5.生物进化的观点 辩证法认为,一切事物都处在不断地运动变化之中,任何事物都有一个产生、发展和灭亡的过程。生物界也不例外,也有一个产生和发展的过程,所谓产生就是生命的起源,所谓发展就是生物的进化。生命的起源经历了从无机小分子物质生成有机小分子物质,再形成有机高分子物质,进而组成多分子体系,最后演变为原始生命的变化过程;生物的进化遵循从简单到复杂,从水生到陆生、从低等到高等的规律。 6.生态学观点 生态学观点的基本内容是生物与环境之间是相互影响、相互作用的,也是相互依赖、相互制约的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。人类社会的发展进程中产生了环境问题,人类与环境的矛盾,处于不断变化之中,永无止境。人类必须依靠科技进步和教育发展,逐步更新人口观念,提高人口素质,合理开发资源,高效利用资源,保护生态,治理环境,走生存与发展的新路。 二、掌握科学的学习方法 学习方法的优劣是学习成败的关键,要想取得理想的学习效果,必须掌握科学、高效的学习方法。与学习生物学关系比较密切的学习方法有观察方法、做笔记的方法、思维方法和记忆方法等。 1.观察方法 学习过程从本质上说是一种认识过程。认识过程是从感性认识开始的,而感性认识主要靠观察来获得,所以观察方法就是首要的学习方法。观察方法主要包括顺序观察、对比观察、动态观察和边思考边观察。 (1)顺序观察 顺序观察包括两层意思。从观察方式上来说,一般是先用肉眼、再用放大镜、最后用显微镜。用显微镜观察也是先低倍,后高倍。例如,对植物根尖的观察,就是先用肉眼观察幼根,根据颜色和透明程度区分根尖的四部分,然后再用放大镜观察报尖的根毛,最后用显微镜观察根尖的纵切片,认识根尖各区的细胞特点。从观察方位上来说,一般采取先整体后局部,从外到内,从左到右等顺序。例如对一朵花的观察,就要先从整体上观察花形、花色,然后从外到内依次观察花等、花冠、雄蕊、雌蕊。 (2)对比观察 对比观察有利于迅速抓住事物的共性和个性,从而把握住事物的本质。如观察线粒体和叶绿体的结构时,就要先异中

高中生物 竞赛辅导资料 专题五 光合作用 新人教版

专题五:光合作用 [竞赛要求] 1.光合作用的概念及其重大意义 2.光合作用的场所和光合色素 3.光合作用的全过程(光系统I和光系统II) 4.C3和C4植物的比较(光呼吸) 5.外界条件对光合作用的影响(饱和点、补偿点) 6.光合作用的原理在农业生产中的应用 [知识梳理] 一、光合作用概述 光合作用是指绿色植物吸收阳光的能量,同化二氧化碳和水,制造有机物质并释放氧气的过程。 1.光合作用的重要性可以概括为把无机物变成有机物、蓄积太阳能量和环境保护为三方面。 2.叶绿体和光合色素 应注意吸收光谱只说明光合色素吸收的光段,不能进一步说明这些被吸收的光段在光合作用中的效率,要了解各被吸收光段的效率还需研究光合作用的作用光谱,即不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。 荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈绿色,而在反射光下呈红色的现象。 磷光现象:叶绿素在去掉光源后,还能继续辐射出极微弱的红光(用精密仪器测知)的现象。 3.光合作用的发现

● 17世纪,van Helmont ,将2.3kg 的小柳树种在90.8kg 干土中,雨水浇5年后,小柳树重76.7kg ,而土仅减少57g 。因此,他认为植物是从水中取得所需的物质。 ● 1771年,Joseph Priestley ,密闭容器中蜡烛燃烧污染了空气,使放于其中的小鼠窒 息;若在密闭容器中放入一支薄荷,小鼠生命就可得到挽救。他的结论是,植物能净 化空气。 ● 1779年,Jan Ingenhousz ,确定植物净化空气是依赖于光的。 ● 1782年,J.Senebier ,证明植物在照光时吸收CO 2并释放O 2。 ● 1804年,N.T.De Saussure 发现,植物光合作用后增加的重量大于吸收CO 2和释放O 2所 引起的重量变化,他认为是由于水参与了光合作用。 ● 1864年,J.Sachs 观察到照光的叶绿体中有淀粉的积累,显然这是由光合作用产生的 葡萄糖合成的。 ● 20世纪30年代,von Niel 提出光合作用的通式: ● 1937年,R. Hill 用离体叶绿体 培养证明,光合作用放出的O 2, 来自H 2O 。将光合作用分为两个阶段:第一阶段为光诱导的电子传递以及水的光解和O 2的释放(又称希尔反应);这一阶段之后才是CO 2的还原和有机物的合成。 ● 1940年代,Ruben 等用18O 同位素示踪,更进一步证明光合作用放出的O 2,来自H 2O 二、光合作用的过程 1.光反应和暗反应 根据需光与否,可笼统的将光合作用分为两个反应――光反应和暗反应。光反应发生水的光解、O 2的释放和ATP 及NADPH (还原辅酶II )的生成。反应场所是叶绿体的类囊体膜中,需要光。暗反应利用光反应形成的ATP 和NADPH ,将CO 2还原为糖。反应场所是叶绿体基质中,不需光。从能量转变角度来看,光合作用可分为下列3大步骤:光能的吸收、传递和转换过程(通过原初反应完成);电能转化为活跃的化学能过程(通过电子传递和光合磷酸化完成);活跃的化学能转变为稳定的化学能过程(通过碳同化完成)。前两个步骤属于光反应,第三个步骤属于暗反应。 (1)光能的吸收、传递和转换 ①原初反应:为光合作用最初的反应,它包括光合色素对光能的吸收、传递以及将光 能转换为电能的具体过程(图5-1)。 H 2O+A AH 2+1/2O 2 6CO 2+2H 2O (C 6H 12O 6)+ 6H 2O +6O 2 6CO 2+6H 2O C 6H 12O 6+6O 2 光 绿色细胞 CO 2+2H 2A (CH 2O)+2A+H 2O

高中物理竞赛辅导讲义 静力学

高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1.力与力系 (1)力:物体间的的相互作用 (2)力系:作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2.重力和重心 (1)重力:地球对物体的引力(物体各部分所受引力的合力) (2)重心:重力的等效作用点(在地面附近重心与质心重合) 3.力矩 (1)力的作用线:力的方向所在的直线 (2)力臂:转动轴到力的作用线的距离 (3)力矩 ①大小:力矩=力×力臂,M =FL ②方向:右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴,四指指向转动方向,母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式:M r F =? (矢量的叉乘),||||||sin M r F θ=? 。 4.力偶矩 (1)力偶:一对大小相等、方向相反但不共线的力。 (2)力偶臂:两力作用线间的距离。 (3)力偶矩:力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1.共点力系作用下物体平衡条件: 合外力为零。 (1)直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0,ΣF iy = 0,ΣF iz = 0 (2)矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 (3)三力平衡特性 ①三力必共面、共点;②三个力矢量构成封闭三角形。 2.有固定转动轴物体的平衡条件:

3.一般物体的平衡条件: (1)合外力为零。 (2)合力矩为零。 4.摩擦角及其应用 (1)摩擦力 ①滑动摩擦力:f k = μk N(μk-动摩擦因数) ②静摩擦力:f s ≤μs N(μs-静摩擦因数) ③滑动摩擦力方向:与相对运动方向相反 (2)摩擦角:正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角:tanθk=μ ②最大静摩擦角:tanθsm=μ ③静摩擦角:θs≤θsm (3)自锁现象 三、平衡的种类 1.稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使之回到平衡位置,这样的平衡叫稳定平衡。2.不稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使它的偏离继续增大,这样的平衡叫不稳定平衡。 3.随遇平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,它所受的力或力矩不发生变化,它能在新的位置上再次平衡,这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1.如图所示,两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点,此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态,求图中α(悬线与竖直线的夹角)与β(球心连线与竖直线的夹角)的关系。 面圆柱体不致分开,则圆弧曲面的半径R最大是多少?(所有摩擦均不计) R

高中生物竞赛“细胞生物学”复习讲义

高中生物竞赛“细胞生物学”复习讲义 细胞生物学是研究细胞的结构、功能、生活史以及生命活动本质和规律的科学,是生物科学的主要分支之一,也是生命科学和分子生物学研究的基础。本章包括细胞的化学成分,细胞器,细胞代谢,DNA、RNA和蛋白质的生物合成,物质通过膜的运输,有丝分裂和减数分裂,微生物学和生物技术等部分。根据1BO考纲细目和近几年来试题的要求,以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标

第一节细胞的化学成分 尽管自然界细胞形态多样,功能各异,但其化学成分基本相似,主要包括:糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。 一、糖类 糖类是多羟基醛、多羟基酮的总称,一般可用Cm(H20)n化学通式表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1,与水结构相似,故又把糖类称为碳水化合物。糖是生命活动的主要能源,又是重要的中间代谢物,还有些糖是构成生物大分子,如核酸和糖蛋白的成分,因而具有重要意义。糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分,则称为糖复合物,例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。 (一)单糖 单糖是最简单的糖,不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3—7个碳原子,分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在,也可以环式结构形式存在。在环式结构中如果第一位碳原子上的羟基与第二位碳原子的羟基在环的伺一面,称为α-型;如果羟基是在环的两面,称β-型。 重要的单糖有以下几种: 1.丙糖如甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。它们的磷酸酯是细胞呼吸和光合作用中重

要的中间代谢物。 2.戊糖戊糖中最重要的有核糖(醛糖)、脱氧核糖(醛糖)和核酮糖(酮糖)。核糖和脱氧核糖是核酸的重要成分,核酮糖是重要的中间代谢物。 3.己糖葡萄糖、果糖和半乳糖等都是己糖。所有己糖的分子式为C6H1206,但结构式不同,互为同分异构体。葡萄糖是植物光合作用的产物,也是细胞的重要能源物质之一。 (二)寡糖 由少数几个(2—6个)单糖缩合而成的糖称为寡糖。最多的寡糖是双糖,如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖。 1.麦芽糖麦芽糖是由一个α—D-葡萄糖半缩醛羟基与另一分子α-D-葡萄糖C4上的醇羟基缩合脱去一分子水,通过α-1,4-糖苷键结合而成。麦芽糖是淀粉的基本单位,淀粉水解即产生麦芽糖,所以麦芽糖通常只存在于淀粉水解的组织,如麦芽中。 2.蔗糖一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖缩合脱水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜以及香蕉、菠萝等水果中都富含蔗糖。 3.乳糖乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键结合而成。乳糖主要存在于哺乳动物乳汁中。 4.纤维二糖纤维二糖是纤维素的基本结构单位,由2分子的p-D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键结合而成。 (三)多糖 自然界数量最大的糖类是多糖。多糖是由很多单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。常见的多糖有:淀粉、纤维素、糖原、几丁质和黏多糖等。 1.淀粉天然淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成。直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷键连接的多糖链。支链淀粉分子中除有α—1,4-糖苷键的糖链外,还有α-1,6-糖苷键连接的分支。淀粉与碘有呈色反应,直链淀粉为蓝色,支链淀粉为紫红色。在稀酸或酶的作用下,淀粉水解:淀粉→糊精→麦芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初产物,随着水解,糖分子逐渐变小,它与碘作用分别呈红色、黄色、无色。这个反应可用于淀粉水解过程的检验。 2.糖原糖原是动物组织中贮存的多糖,又称动物淀粉。糖原也是α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷键连接而成的,但糖原的分支比支链淀粉多。糖原遇碘作用呈红褐色。

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高中生物竞赛辅导资料:第一章细胞生物学 细胞生物学是研究细胞的结构、功能、生活史以及生命活动本质和规律的科学,是生物科学的主要分支之一,也是生命科学和分子生物学研究的基础。本章包括细胞的化学成分,细胞器,细胞代谢,DNA、RNA和蛋白质的生物合成,物质通过膜的运输,有丝分裂和减数分裂,微生物学和生物技术等部分。根据1BO考纲细目和近几年来试题的要求,以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标

第一节细胞的化学成分 尽管自然界细胞形态多样,功能各异,但其化学成分基本相似,主要包括:糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。 一、糖类 糖类是多羟基醛、多羟基酮的总称,一般可用Cm(H20)n化学通式表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1,与水结构相似,故又把糖类称为碳水化合物。糖是生命活动的主要能源,又是重要的中间代谢物,还有些糖是构成生物大分子,如核酸和糖蛋白的成分,因而具有重要意义。糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分,则称为糖复合物,例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。 (一)单糖 单糖是最简单的糖,不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3—7个碳原子,分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在,也可以环式结构形式存在。在环式结构中如果第一位碳原子上的羟基与第二位 碳原子的羟基在环的伺一面,称为α-型;如果羟基是在环的两面,称β-型。

重要的单糖有以下几种: 1.丙糖如甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。它们的磷酸酯是细胞呼吸和光合作用中重要的中间代谢物。 2.戊糖戊糖中最重要的有核糖(醛糖)、脱氧核糖(醛糖)和核酮糖(酮糖)。核糖和脱氧核糖是核酸的重要成分,核酮糖是重要的中间代谢物。 3.己糖葡萄糖、果糖和半乳糖等都是己糖。所有己糖的分子式为C6H1206,但结构式不同,互为同分异构体。葡萄糖是植物光合作用的产物,也是细胞的重要能源物质之一。 (二)寡糖 由少数几个(2—6个)单糖缩合而成的糖称为寡糖。最多的寡糖是双糖,如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖。 1.麦芽糖麦芽糖是由一个α—D-葡萄糖半缩醛羟基与另一分子α-D-葡萄糖C4上的醇羟基缩合脱去一分子水,通过α-1,4-糖苷键结合而成。麦芽糖是淀粉的基本单位,淀粉水解即产生麦芽糖,所以麦芽糖通常只存在于淀粉水解的组织,如麦芽中。 2.蔗糖一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖缩合脱水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜以及香蕉、菠萝等水果中都富含蔗糖。 3.乳糖乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键结合而成。乳糖主要存在于哺乳动物乳汁中。 4.纤维二糖纤维二糖是纤维素的基本结构单位,由2分子的p-D-葡萄糖通过β-1, 4-糖苷键结合而成。

2021高中生物最新辅导书籍推荐

2021高中生物最新辅导书籍推荐 许多准备参加生物竞赛的高中小盆友总会向别人请教买什么辅导资料最好,问的人多了,答案也就五花八门,然并卵,在这浩如烟海的书目中也是茫然无措。特此归纳整理了各方建议,希望能对生竞选手们有所帮助。 首先,要知道什么是生物联赛。我们通常所说的中学生物学奥赛是分为以下五个赛程的:各省的初赛、全国中学生生物学联赛、全国中学生生物学竞赛、全国中学生生物学冬令营、国际中学生生物学奥林匹克竞赛即IBO。就是通过这层层的严格选拔,在全国范围内发掘出高手中的高手作为国家对选手参加IBO,为国争光。而当下由于很多高校都把学科竞赛省赛成绩作为自主招生申请条件之一,所以作为第二阶段的全国中学生生物学联赛也就获得更多的关注了。 其次,要知道生物联赛的考核内容。我们都知道该考试以高中生物学为基础,并会扩展至高校普通生物学内容,具体考核点与分值分布是这样的: 1.细胞生物学、生物化学、微生物学、生物信息学 25% 2.植物和动物的解剖、生理、组织和器官的结构与功能 30% 3.动物行为学、生态学 20% 4.遗传学与进化生物学、生物系统学 25% 最后回归主题吧,到底该准备些什么备考资料呢? 入门篇: 吴相钰著《陈阅增普通生物学》——高等教育出版社看过之后对生物有个大致的概念 尹长明著《生物奥林匹克竞赛教程》-——湖南师范大学出版社 北京大学生物学家编著《精英教案》基础生物教程上、中、下册——军事谊文出版社 北京大学生物学家编著《精英教案》生物习题专集——军事谊文出版社 拔高篇: 刘凌云著《细胞生物学》——高等教育出版社 刘凌云、郑光美著《普通动物学》——高等教育出版社 王玢、左明雪著《人体及动物生理学》-——高等教育出版社

高中生物奥赛辅导材料(知识点)归纳

生物奥赛辅导材料 第一部分简要归纳 一、植物学部分 1、高等植物具有世代交替,孢子体减数分裂产生孢子,孢子形成配子体,配子体产生配子(精子和卵)通过受精作用形成合子(受精卵)发育成孢子体。 2、吃的海带是孢子体,苔藓植物的配子体独立生活(孢子体寄生在配子体上),蕨类植物和种子植物都是孢子体发达。 3、裸子植物的胚乳是雌配子体(n),被子植物胚乳是多倍体(多为3n) 4、导管只在被子植物体内出现,在蕨类和裸子植物体是管胞。 5、筛管只在被子植物内有,在蕨类和裸子植物中是筛胞。 6、在种子植物体内的(导管、管胞)和(纤维、石细胞)是成熟后死去,但具有功能的组织。 7、在种子植物体内的(筛管、筛胞)是成熟后细胞核消失,但仍是生活的细胞。 8、药用冬虫夏草是(子囊菌孢子侵入昆虫幼虫体内,形成菌核)而形成的。 9、在蕨类植物生活史中出现异孢现象的是(卷柏)植物。这一现象的出现,在系统发育上对(种子)的形成具有重要意义。 10、水绵的生活史中只有核相交替,没有世代交替。 11、根的初生木质部为外始式发育,初生韧皮部也是,茎的初生韧皮部也是外始式,但茎的初生木质部是内始式 12、花程式 13、买麻藤科植物是没有颈卵器的颈卵器植物,茎内次生木质部有导管,是裸子植物中最进化的性状 14、部分科的典型特征(以前发过的资料) 15、营养器官的变态类型及代表植物 二、植物生理学部分 1、暗反应也是需要光的,因为有些酶没有光不能产生,如:二磷酸核酮糖羧化酶在没有光的情况下是不能产生的。 2、光合作用产生ATP有环式和非环式,非环式通过光系统Ⅱ到光系统Ⅰ,势能下降的过程产生ATP。环式在光系统Ⅰ用还原辅酶剩余的能量来形成ATP。

生物竞赛书目

生物竞赛书目 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

摘自生物竞赛吧“可溶性僵尸”的帖子 书后简介为吧友个人观点,仅供参考 首先向大家推荐《普通生物学》这本神书,入门必备!用《基础生命科学》代替也不错 一、主要书目 1 植物学的这本教材很经典,我们一直用它。 当然大家也可以用彩版,初学者读起来容易记忆。但是和老版的大同小异。不过着重分类的话,新版的书图好看很多,但老版的下册知识点是永远的经典。 2 这本书的五、六版大同小异,不过推荐用新版。 3 可以考虑买本这个,知识点很全,题目也比较不错 4 动物学第三版个人觉得比第四版要好,虽然封面不咋地,但是内容详细,尤其是无脊椎部分5 第四版无脊椎虽然简单了一点但是系统性好很多讲的很清楚。。就是脊椎太水了 6 可以考虑下无脊椎动物学,补充下《动物学》上遗漏的知识点,这个不是必须,看个人喜好 7 力荐此书。比较解剖用神书形容都不为过,讲了很多《动物学》上没有的考点 看到吧里很多人说这个很好默默说一句。。。实在认为没有特别大的必要看里面系统性的东西都在精英教案里有概括联赛的话那个完全够了 8 王玢的动物生理学建议用第二版,内容比第三版广,第三版主要是比第二

版更深。窃以为用第二版更适合竞赛党 9 用某个老师的话来说第三版的错误多的让人忍无可忍。。。 10 细胞生物学第四版是一部完爆前三板的极品,竟然采用了全书铜板彩印。读起来肯定是舒服了,价格比前三版加起来还贵,也算是高富帅专版了 当然,我用的是第三版。除了看的不太爽之外也没什么不好 11 可以买本配套练习做 这个用着很不爽 很多错误 生竞最渣书……(有)之一 生竞教材配套习题基本有误! 12 一般分子生物学用的就是这个了,这本书实验原理和技术什么的讲的很多,基本知识相对少点,但还是很不错的 13 不怕死的看这个,沃森(!)写的分子生物学 我还有odum写的生态学基础。。表示就看了一点点。 14 当然,如果还有人有兴趣可以来围观下这本300多大洋的神书——《基因IX 》。觉得基因8、9对我来说没什么区别,都不大看得懂 15 学生化首推简明教程,适合初学者,方便易懂 16 我用的是这本,感觉还不错 图相当不错,很容易理解 17 一定不能忘了王镜岩的两大本,自虐者的最佳选择··· 顺便提一句,王镜岩也有单本生化,在此就不上图了

生物竞赛参考书目

大学教材类: 普通生物学: 普通生物学:普通生物学有很多种版本,但是一般推荐陈阅增版的,对整个生物学有着提纲挈领的作用,能够形成一个总体印象,内容也不难理解,可以作为初学的入门教材,也可后期作为复习的线索使用。 植物学: 1. 植物学(上册):植物学教材中的经典之作,上册对植物形态解剖有着较完整而深入的叙述,而且书中几乎处处可以作为考点,为必读之作。 2. 植物学(下册):对植物各个们的分类有着系统的阐述,几乎是一章对应一个门,每一章前面都对这个门的特征等有着充分的讲解,后面讲代表植物等,被子植物门之前的内容都比较简练,但是被子植物门的分类太过于丰富,建议重点掌握要求的分科。 3. 植物学(彩图版马伟梁著):可以算是植物学上下册的合集,彩图不容易让人产生厌倦之情,尤其是分类部分选的科不如下册那么冗杂,而且配有插图,宜用来学习分类。 4. 植物学(周云龙著):整体写的比较简洁明了,也是形态解剖和分类兼而有之,分类部分有一些表格非常实用,而且语言简洁,适宜初学和最后复习使用。 植物生理学: 植物生理学(潘瑞炽著):植物生理学的最经典教材,对植物生

理学各方面的内容阐述清晰,每一个要点都有必要好好掌握。 动物学: 1.普通动物学(3版):动物学中的首选学习用书,第3版较之第4版可能更能对应于现有的题目,每个门的形态解剖和分类都有必要好好掌握,可适当弱化一下过于小的门类,如腕足动物门等。 2.普通动物学(4版):印刷更加细致,排版也更美观,提出了一些新的观点,可能就某些问题的阐述与第3版有少许冲突,建议两本书可一本用来学习,一本用来复习。 3.无脊椎动物学:对无脊椎动物有着于普通动物学更加详尽的叙述,同时也有些许观点于普通动物学有分歧,可以作为无脊椎部分的补充阅读。 4.脊椎动物比较解剖学:相对于普通动物学,比较解剖的观点更有利于记忆,考题也多涉及这方面的内容,为必读书籍。 动物生理学: 1. 人体及动物生理学:无论是第二版还是第三版都有其可读之处,生理学的经典教材。 2. 动物生理学:内容相对于其他生理学教材来说较简略,但是似乎处理联赛和国赛难度的题目也足矣,而且有关于动物潜水的适应、昆虫振翅原理以及生物电实验的叙述,整体质量还不错。 3. 生理学:也就是常说的医学版,医学版对于人体生理学显然有更深入的叙述,而且许多较深的题目需要查阅此书,建议阅读。

高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座:动物生命活动的调节

高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座 专题十五动物生命活动的调节 [竞赛要求] 1.脑下垂体 2.甲状腺 3.胰岛 4.肾上腺和肾上腺皮质 5.卵巢和睾丸 6.内分泌功能的调节 7.昆虫的激素调节 [知识梳理] 一、动物激素 与植物激素相比,动物激素种类多、特异性强、有专门产生激素的器官(但有些激素也是由分散细胞分泌的)。 (一)内分泌腺 又称无管腺,无专门输送分泌物的管道,分泌物为激素,通过体液传送至靶器官、细胞,而发挥作用。 (二)脊椎动物的激素 1.甲状腺 人体最大的内分泌腺,重约20g–30g,位于喉下方、气管两侧,能分泌多种激素:

(1)甲状腺分泌的激素: 滤泡细胞分泌甲状腺素—T4和三碘甲腺 原氨酸— T3;滤泡旁细胞分泌降钙素。T4 和T3均为酪氨酸碘化衍生物,功能是提高 糖类代谢和氧化磷酸化中酶的活性,T4比 T3的效率高水平-10倍。 (2)甲状腺机能亢进 甲亢是由于T3、T4过多,导致基础代谢率过高。症状表现为血压高、心博快、易出汗、易激动、手颤抖、消瘦、突眼症。 (3)甲状腺机能减退 这是由于T3、T4过低,导致基础代谢率过低,影响生长、发育而患呆小症(体、智、精神、性器官发育等)。治疗可通过尽早供给甲状腺素的方法。 (4)甲状腺肿 有两种,起因各不相同,(1)缺碘性肿大:缺少海盐、海产食物的地区。由于缺碘,导致甲状腺激素分泌不足,甲状腺代偿性肿大。由于影响生长、发育,患呆小症。可通过碘化食盐、含碘食物(海藻)进行治疗。(2)机能亢进性肿大:由于甲状腺增生,致使甲状腺激素分泌过量,表现为甲状腺机能亢进(症状见前述)。可采取切除、射线或放射性杀死部分甲状腺或药物抑制甲状腺素合成的方法进行治疗。 2.甲状旁腺

高一物理竞赛讲义第7讲.教师版

掌握了基本的力的知识,我们就来继续探索一下物体的平衡需要哪些有关于力的方程来约束。 首先,因为运动分成平动和转动两种,所以平衡也分平动的平衡和转动的平衡两种。平动的平衡就是我们说的受力平衡。转动的平衡就是力矩平衡。 回忆一下初中我们如何处理平衡问题? 二力平衡:两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上 三力平衡(高中):相互平行的三个力,和二力平衡处理起来没有本质区别;如果三力共点,那么可以用力的矢量三角形法则处理。也可以用力的正交分解方法处理。 其中三角形的方法比较需要几何知识, 正交分解的方法,比较需要解方程能力。 共点力平衡的正交分解方法:(请思考为什么三力平衡必共点) 运用坐标系和力的正交分解可以归纳出静力学一般解题步骤。 ①受力分析:对题目中每个个体或者你所选定的系统找出其受的各种力,并且画出受力图。为了防止 漏力,要养成按一般步骤分析的好习惯,一般应先分析重力;然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他场力(电场力、磁场力)等。 ②根据受力分析得到的力是立直角坐标系,要求需要分解的力越少越好。 ③根据直角坐标系对各种力进行正交分解(其中某个方向的力可正可负)。 ④由平衡关系写出20 20 Fx Fy ==此即最后的静力学方程。 ⑤根据此方程可解出所需要的问题。 正交分解处理受力平衡的技巧: 取正交分解的时候,我们的原则是,建立一个直角坐标系,最好沿着某一方向上,完全没有某个“无关”的力 知识点睛 温馨寄语 第7讲 力的平衡 (一)

【例1】 均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示,若细线竖直,试分析棒 的受力情况。 【解析】注意这里棒不受摩擦力 【例2】 如图三根长度均为l 的轻杆用段链连接并固定在水平天花板上的A 、B 两点,AB 两点相距2l , 会在段链C 上悬挂一个质量为m 的重物,要使CD 杆保持水平,则在D 点上应施加的最小力为多少? 【解析1】受力分析: 解:①对C 点进行受力分析 . ②对D 点进行受力分析. ③对C 建立坐标系对力进行正交分析,求2T . 123 cos30mg mg T T ?==? 12sin30T T =?= ④从D 点受力分析可以知道对D 点用力最小为2sin 60T F ?= min 1mg 2 F = 【解析2】用力矩解(可以在板块二中讲解) 把ABCD 包括重物考虑成一个系统,一共受四个力A 点、B 点的墙对杆力,C 受一个重力,D 点一个外力,AC 杆、BD 杆力都沿杆,则必过一个交点E (如图)则对E 点只要C 点的重力,和所求的一个外力,要求力矩平衡并且F 最小,则F 的力臂应最长为DE ,则 mg sin 30F DE CE =? 例题精讲

最新安庆一中理科试验班生物竞赛讲义

安庆一中理科试验班生物竞赛讲义

专题2 生物化学 第3章蛋白质及其代谢 第1节蛋白质 一、氨基酸: (一)结构:脯氨酸除外。 1.天然蛋白质中存在的氨基酸都是α-氨基酸; 2.除甘氨酸外,天然蛋白质中存在的氨基酸都是L-α-氨基酸。 (二)分类: 1.据R基团化学结构分类: 脂肪族+芳香族+杂环族。 ?脂肪族氨基酸据R基团化学结构分类:

(1)1氨基1羧基(中性氨基酸):Gly,Ala,Val,Leu,Ile; (2)1氨基2羧基(酸性氨基酸):Asp,Glu; (3)2氨基1羧基(碱性氨基酸):Lys,Arg; (4)含羟基:Ser,Thr; (5)含酰胺基:Asn,Gln; (6)含硫:Cys,Met。 2.据R基团极性分类: 非极性氨基酸(8种)+不带电荷极性氨基酸(7种)+带正电荷极性氨基酸(3种)+带负电荷极性氨基酸(2种)。

3.据营养学分类:必需氨基酸+半必需氨基酸+非必需氨基酸。 (三)氨基酸的性质: 1.旋光性:甘氨酸除外。 2.氨基酸的紫外吸收: ?20种氨基酸在可见光区都没有光吸收,但在远紫外区(<220nm)均有光吸收。在近紫外区(220-300nm)只有R基团含有苯环共轭双键的酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有光吸收。 ?利用紫外光法可以测定氨基酸的含量。 3.重要化学反应: (1)α-氨基、α-羧基共同参与的 反应: ①成肽反应; ②与茚三酮的反应: 【注意】

a.脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮反应生成黄色物质。 b.此反应用于定性、定量鉴定氨基酸。 (2)α-氨基参与的反应: ①与亚硝酸反应产生氮气: 【注意】α-氨基可与亚硝酸反应产 生氮气,在标准条件下测定氮气体积,即可计算出氨基酸的量。 ?凯氏定氮法:测定蛋白质含量的经典方法。 ②与2,4-二硝基氟苯的反应: 【注意】鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸。 ③与苯异硫氰酸酯(PITC)的反应:Edman反应。

高中生物竞赛辅导试题强化材料(2)

浙江省高中生物竞赛辅导试题强化材料 高三生物强化训练(2) 一、选择题 1、当人所处的环境温度从250C降至50C,耗氧量、尿量、抗利尿激素及体内酶活性的变化依次为() A、减少、减少、增加、不变 B、增加、增加、减少、降低 C、增加、减少、增加、不变 D、增加、增加、减少、不变 2、下列有关生物体生命活动调节的叙述,正确的是() A、高等动物的神经调节具有快速和精细的特点 B、动物内分泌腺受中枢神经系统控制,而中枢神经系统不受内分泌腺的影响 C、植物生命活动调节只有激素调节,动物和植物激素都由特定的器官分泌 D、高等动物的体液调节具有相对快速和广泛的特点 3、图1是表示人体和人体细胞内某些信息传递机制的模式菌,图中箭头表示信息传递的方向。下列有 关叙述中,正确的是() A、如果该图表示反射弧,则其中的信息是以局部电流的形式传导的 B、如果该图中的a为下丘脑、b为垂体、c为甲状腺,则c分泌的甲状腺激素增加到一定程度后,对a分泌d、b分泌e具有抑制作用 C、如果该图表示细胞中遗传信息传递过程,则d过程只发生在细胞核中 D、如果该图表示细胞免疫过程,则a为效应T细胞、b为靶细胞、c为抗体 4、下列对有关图像的说法中,不正确的是() A、体液免疫和细胞免疫反应阶段的淋巴细胞内,能进行的生理过程中都有图2a中的①②③ B、图2b能真实反映染色体复制过程中的染色体数目变化 C、图3d中光照强度为C时,两植物的有机物积累速率为A=B,两植物有机物合成速率为A

2021届苏高中生物竞赛实验辅导讲义-生物化学实验(基础)02菜花(花椰莱)中核酸的分离和鉴定

2021届高中生物竞赛实验辅导讲义 生物化学实验 (基础部分) 实验二菜花(花椰莱)中核酸的分离和鉴定 一、目的 初步掌握从菜花中分离核酸的方法,和RNA、DNA的定性检定。 二、原理 用冰冷的稀三氯乙酸或稀高氯酸溶液在低温下抽提菜花匀浆,以除去酸溶性小分子等物质。再用有机溶剂,如乙醇、乙醇等抽提,去掉脂溶性的磷脂等物质。最后用浓盐溶液(10%氯化钠溶液)和0.5摩尔/升高氯酸(70℃)分别提取DNA 和RNA,再进行定性检定。 由于核糖和脱氧核糖有特殊的颜色反应,经显色后所呈现的颜色深浅在一定范围内和样品中所含的核糖和脱氧核糖的量成正比,因此可用定糖法来定性定量测定核酸。 1.核糖的测定:测定核糖的常用方法是苔黑酚(即3,5-二羟甲苯)法(Oreinol 反应)。当含有核糖的RNA与浓盐酸及3,5-二羟甲苯在沸水浴中加热l(10-20分钟后,有绿色物产生,这是因为RNA脱瞟吟后的核糖与酸作用生成糠醛,后者再与3,5-二羟甲苯作用产生绿色物质。 DNA、蛋白质和粘多糖等物质对测定有干扰作用。 2.脱氧核糖的测定:测定脱氧核糖的常用方法是二苯胺法。含有脱氧核糖的DNA在酸性条件下和二苯胺在沸水浴中共热10分钟后,产生蓝色。这是因为DNA 嘌呤核苷酸上的脱氧核糖遇酸生成ω-羟基-6-酮基戍醛,它再和二苯胺作用产生蓝色物质。 此法易受多种糖类及其衍生物和蛋白质的干扰。 上述两种定糖的方法准确性较差,但快速简便,能鉴别DNA与RNA,是检定核酸、核昔酸的常用方法。 三、器材

l.恒温水浴。 2.电炉。 3.离心机。 4.布氏漏斗装置。 5.吸管。 6.烧杯。 7.量筒。 8.剪刀。 四、试剂和材料 1.新鲜菜花。 2.95%乙醇600毫升 3.丙酮400毫升 4.5%高氯酸溶液200毫升 5.0.5摩尔/升高氯酸溶液200毫升 6.10%氯化钠溶液400毫升 7.标准RNA溶液(5毫克/100毫升)50毫升 8.标准DNA溶液(15 毫克/100毫升)50毫升 9.二苯胺试剂 将1克二苯胺溶于l00毫升冰醋酸中,再加人2.75毫升浓硫酸(置冰箱中可保存6个月。使用前,在室温下摇匀)。 10.三氯化铁浓盐酸溶液 将2毫升10%三氯化铁溶液(用FeCl3·6H2O配制)加人到400毫升浓盐酸中。 11.苔黑酚乙醇溶液 溶解6克苔黑酚于100毫升95%乙醇中(可在冰箱中保存1个月) 五、操作步骤: 1.核酸的分离 (1)取莱花的花冠20克,剪碎后置于研体中。加人20毫升95%乙醇和400毫克海沙,研磨成匀浆。然后用布氏漏斗抽滤,并去滤液。 (2)滤渣中加人20毫升丙酮,搅拌均匀,抽滤,弃去滤液。 (3)再向滤渣中加人20毫升丙酮,搅拌5分钟后抽干(于力压滤渣,尽量除去丙酮)。 (4)在冰浴中,将滤渣悬浮在预冷的20毫升5%高氨酸溶液中。搅拌,抽滤,弃去滤液。 (5)将滤渣悬浮于20毫升95%乙醇中,抽滤,弃去滤液。 (6)滤渣中加人20毫升丙酮,搅拌5分钟。抽滤至干,用力压滤渣尽量除去丙团。 (7)将干燥的滤渣重新悬浮在40毫升10%氯化钠溶液中。在沸水浴中加热15分钟。放置,冷却,抽滤至干,留滤液。并将此操作重复进行一次。将两次滤波合并,为提取物一。 (8)将滤渣重新悬浮在20毫升0.5摩尔/升高氨酸溶液中。加热到70”C。保温20分钟(恒温水浴)后抽滤。留滤液(提取物二)。

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