第一节 组成生物体的化学元素和无机化合物

人 14.62 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.17 0.78
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结合你所学的生物知识，分析上表,能 得出哪些结论？
•1 元素数量:
• 常见的有20多种。其中基本元素是C, 此外还有O、H、
N。这四种元素占组成元素的 90% 左右
•2 元素种类：
•组成生物体的化学元素种类大体相同。
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地方性甲状腺肿，正常人和地方性克汀病病人
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生物界与非生物界的 统一性与差异性
材料1：组成生物体的化学元素，在无机自然界 都可以找到，没有一种化学元素是生物 界特有的。
材料2：C、H、N这3种化学元素，在在组成人 体的化学成分中，质量分数占73%左右， 而这三种元素在组成岩石圈的化学成分 中，质量分数还不到1%。
D、Zn Cu B
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生物大分子在生物体的生命活动中具有重 要的作用。碳原子本身的化学性质使它能 够通过化学键连结成链或环，从而形成各 种生物大分子。可以说 ，地球上的生命 是在碳元素的基础上建立起来的。以上事 实可以说明： ( B )
A. C元素比其它元素重要；
B. C元素是最基本元素；
。
组成生物体的化学元素，在无机 自然界中都可以找到，没有一种 化学元素是生物界所特有的
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C. C元素能组成各种各样的化合物；
D. C元素是各种大分子中含量最多的元素。
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实验设计:
请设计一个实验证明: Mg是植物体的必需元素.
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1、据测定苹果中的Zn的含量为0.19 毫克/100克，但苹果缺锌时，往往 患“小叶病”，这个事实说

一、构成细胞的元素1、细胞中含量最多的 6 种元素是C、 H 、O、 N 、 P、 S（ 98%）。

2、构成生物体最基本元素： C 元素（碳原子间构成的碳链，碳链是生物构成生物大分子的基本骨架）3、缺少必要元素可能致使疾病。

4、生物界与非生物界的一致性和差别性一致性：构成生物体的化学元素，在无机自然界都能够找到，没有一种元素是生物界独有的。

差别性：构成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。

二、细胞中的无机化合物：水和无机盐1、水：（ 1）含量：占细胞总重量的85%-90% ，是活细胞中含量是最多的物质。

（ 2）形式：自由水、联合水自由水：是以游离形式存在，能够自由流动的水。

作用有① 优秀的溶剂；② 参加细胞内生化反响；③ 物质运输；④ 生物体的绝大部分细胞，一定浸润在以水为基础的液体环境中。

（在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般许多）联合水：是与其余物质相联合的水。

作用是构成细胞构造的重要成分。

（联合水的含量增加，能够使植物的抗逆性加强）2、无机盐（ 1）存在形式：离子或化合物（ 2）作用①细胞内很多有机物的重要构成成分。

（如 Mg 2+是构成叶绿素的成分、 Fe2+是构成血红蛋白的成分、 I -是构成甲状腺激素的成分。

②保持细胞和生物体的各样生命活动。

（如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力）③保持细胞内的均衡。

三、细胞中的有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸1、糖类（ 1）、元素构成：由 C、 H 、 O 3 种元素构成。

（ 2）、分类概念种类分布主要功能核糖构成核酸的物质单糖不可以水解的糖脱氧核糖动植物细胞葡萄糖细胞的重要能源物质蔗糖植物细胞二糖水解后能够生成二分子单糖的糖麦芽糖乳糖动物细胞淀粉植物细胞植物细胞中的储能物质多糖水解后能够生成很多植物细胞壁的基本构成成分个单糖分子的糖纤维素糖原动物细胞动物细胞中的储能物质附：二糖与多糖的水解产物：蔗糖→ 1 葡萄糖 +1 果糖麦芽糖→ 2 葡萄糖乳糖→ 1 葡萄糖 + 1 半乳糖淀粉→ 麦芽糖→ 葡萄糖纤维素→ 纤维二糖→葡萄糖糖原→ 葡萄糖能量根源。

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知识点一 组成细胞的元素和化合物
1．组成细胞的元素
• 统一性与差异性 • (1)生物界与非生物界及不同生物之间在元素
种类上具有统一性，而在元素含量上具有差 异性。
(2)生物体的元素是生物根据自身生命活动 的需要，有选择地从无机环境中吸收的，这 体现了生物界与非生物界的统一性。
做组成细胞的化学元素（判一判）
第一单元 细胞及其分子组成
第二讲
组成细胞的元素及无机化合物
晨读晚记
1．大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 2．微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 3．元素的存在形式：大多以化合物的形式存在。 4．水在细胞中以两种形式存在。细胞中一部分水与细 胞内的其他物质相结合，叫作结合水；绝大部分的水以游 离的形式存在，可以自由流动，叫作自由水。 5．细胞中大多数无机盐以离子形式存在。 6．还原糖遇斐林试剂可生成砖红色沉淀，脂肪可被苏 丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液染成橘黄色(或红色)，而蛋白质遇双 缩脲试剂呈紫色。
3．细胞中无机盐的功能 (1)组成某些复杂的化合物：
无机盐 N(NO－ 3 ) P(PO43－) Mg2＋ S(SO42－) Fe2＋
I－
参与形成的化合物 蛋白质、ATP(ADP)、叶绿素、核酸(DNA或RNA)
ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA) 叶绿素组成成分
某些蛋白质的特征元素 动物血红蛋白 甲状腺激素
A．糖原、胰岛素、甲状腺激素
B．ATP、DNA、RNA
C．淀粉、淀粉酶、淀粉酶基因
D．纤维素、性激素、生长激素
解析：糖原、淀粉、纤维素、性激素的组成元素是C、H、O；
甲状腺激素、胰岛素、淀粉酶、生长激素的主要组成元素是

第1讲组成细胞的元素和无机化合物【基础知识梳理】一、组成细胞的元素1、根据含量可划分为大量元素与微量元素：（1）大量元素：含量占生物体总量万分之一以上，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等（2）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等2、根据作用划分占鲜重比例前四的元素_______________ 占干重比例前四的元素_______________3、元素的存在形式：大多以化合物的形式存在。

4、来源：细胞有选择的从无机自然界中获得。

5、不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的含量也不同。

二、生物界与非生物界的统一性和差异性1、统一性：从化学元素的种类分析，组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有以一种是生物界所特有的2、差异性：从化学元素的含量分析，组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中的含量相差很大，这是由于生物体有选择地从无机环境中吸收各种物质组成自身结构。

3、生物界统一性的表现：（1）从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。

（2）从分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空间结构（规则的双螺旋结构）和化学组成（4种脱氧核苷酸）相同②所有生物共用一套密码子③蛋白质的基本单位：氨基酸的种类基本相同（3）从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的（4）从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的三、组成细胞的无机化合物1、水（1）细胞中的含量：细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为85%至90%。

（2）影响细胞含水量的因素：①生物种类：水生生物含水量>陆生生物含水量②生长发育阶段：幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分③组织器官种类与代谢程度：如牙齿<骨骼<血液（3）水的存在形式及功能自由水结合水存在形式细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动(95.5%) 与细胞内的其他物质相结合存在(4.5%)功能（1）细胞内的良好溶剂（2）参与细胞内的许多生化反应（3）为细胞提供液体环境（4）运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分（4）自由水与结合水在一定条件下可以相互转化（5）自由水/结合水与代谢、抗逆性关系比值高⇒代谢旺盛，但抗逆性差自由水/结合水比值低⇒代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强自由水结合水（6）自由水和结合水的存在及其功能的验证①鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻⇒自由水散失，代谢减弱。

1组成生物体的化学元素生物体所包含的主要化学元素分布在周期表的前三周期，主要包括碳、氢、氧、氮、磷以及其他一些微量元素。

这些元素构成了生物体中的有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和核酸等，同时也参与到细胞内的代谢过程、酶的活性以及细胞结构的构建等方面。

碳（Carbon）碳是生命存在的基础元素之一，是有机物的重要组成部分。

碳能形成多种键合，使得生物体能够形成许多不同结构和功能的有机分子。

例如，蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸等都是由碳原子构成的。

碳通常通过与氢、氧、氮等元素形成共价键，构成复杂的有机分子，从而实现细胞内的生物功能。

氢（Hydrogen）氢是生物体中的最常见元素之一，主要参与到有机物的结构中。

在生物体中，氢通常与氮、氧、碳等元素形成共价键，构成各种有机物质。

例如，水分子（H2O）是由氢原子和氧原子形成的，在细胞内扮演着溶剂、反应物和产物的角色。

此外，氢还参与到蛋白质的结构和功能中，如氢键在蛋白质的二级、三级结构中起着重要作用。

氧（Oxygen）氧是生物体中的另一个重要元素，参与到生物体中能量代谢和呼吸过程中。

氧气通过呼吸进入生物体，与食物中的有机物经过氧化反应产生能量，并释放二氧化碳和水作为代谢产物。

此外，氧还参与到有机物的氧化还原反应中，如细胞内的呼吸链和细胞色素等。

氮（Nitrogen）氮是构成蛋白质和核酸的重要元素之一，是生物体中蛋白质合成和氨基酸代谢不可或缺的元素。

氮原子通过与其他原子形成共价键，构成氨基酸和蛋白质的主链结构。

此外，氮还参与到生物体中的氮循环过程中，如植物吸收土壤中的硝酸盐，从而合成蛋白质和核酸。

磷（Phosphorus）磷是生物体中的另一个重要元素，主要参与到核酸和蛋白质的合成以及细胞内的能量转移过程中。

磷原子通过与氧原子形成磷酸盐，在细胞内起着能量转移的重要作用，如三磷酸腺苷（ATP）和磷酸二酯（NADP）等。

此外，磷还参与到核酸的合成中，如DNA和RNA的主链结构中含有磷酸二脂类似物。

根据水的存在形式和生理功能思考： 根据水的存在形式和生理功能思考：
落叶植物体内自由水/结合水的比值， 落叶植物体内自由水/结合水的比值，冬季与夏 自由水 的比值 季相比有何不同？ 季相比有何不同？ It is righ a.相等 a.相等 b.夏季大 b.夏季大 t! c.冬季大 c.冬季大 d.不确定 d.不确定
主要以离子状态存在 主要以离子状态存在 离子 1、存在形式 少数以化合物形式存在
2、生理功能
（1）是细胞内某些复杂化合物的重要组成成 分 （2）维持生物体正常的生命活动 （3）维持细胞的渗透压和酸碱平衡
四、水—细胞中含量最多的化合物 细胞中含量最多的化合物 结合水（水与细胞内的其他 1、存在形式 2、生理功能
物质结合） 物质结合）
自由水（水以游离的形式
存在，可以自由流动） 存在，可以自由流动）
（1）结合水是细胞结构的重要组成成分 水分子极性强， （2）水分子极性强，是良好的溶剂 （3）自由水流动性强，是物质运载的介质 自由水流动性强， （4）有利于保持植物固有的形态 （5）有利于维持生物体的体温 （6）直接参与体内的生化反应（光合、水解等） 直接参与体内的生化反应（光合、水解等）
二、组成生物体的化合物
化学元素
化合物 细胞膜 细胞质 细胞核
原生质
细胞
生物体
水 无机化合物 构成细胞 的化合物 有机化合物
(85—90%)
无机盐 糖类 脂质 蛋白质 (7—10%) 核酸
生命活动的主要承担者——蛋白质 遗传信息的携带者——核酸 主要的能源物质——糖类 糖类 细胞内良好的储能物质——脂肪 脂肪（最常见 脂肪 的脂质） 细胞中含量最多的化合物——水（各种生 水 物体的一切生命活动都离不开水） 维持细胞和生物体的生命活动——无机盐 无机盐 （少量，主要以离子状态）

不能，因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。
（一）检测还原糖
2.斐林试剂（蓝色）： 甲液 0.1g/ml的NaOH溶液； 乙液 0.05g/ml的CuSO4溶液,等量混匀后制得。
3.为什么斐林试剂可以检测还原糖的存在？
2NaOH + CuSO4 =Cu(OH)2 蓝色悬浊液（易沉淀）+ … … Cu(OH)2 +还原糖 水浴加热 Cu2O 砖红色沉淀 + … …
预习查评
二、组成细胞的化合物
无机 化合物
水：70~90% 无机盐：1~1.5%
构成细胞 的化合物
有机 化合物
蛋白质：7~10%
脂质：1~2%
糖类 核酸
1~1.5%
细胞中的有机物还有维生素、叶绿素等
探究点一 组成细胞的元素和化合物
不同生物组织的细胞中各种化 合物的含量是有差别的
3、图三中,细胞中含量最多的化合物、含量最多的有机化合物和无机化合物
（一）检测还原糖
4、实验步骤：
①选材：苹果等；含糖量较高，颜色为白色或近于白色的植物组织。（掌握） ②制备样液：苹果块----研磨-------过滤-------样液
③苹果汁 ④斐林试剂 ⑤水浴加热 (50-65℃)
5、实验现象：
设置对照组
浅蓝色-
棕色（混合色）- 砖红色沉淀
（一）检测还原糖
注意事项： 1.用时将甲乙两液等量混合后再加入样液中 2.斐林试剂不稳定，一般配成甲、乙液，现配现用 3.50-65℃水浴加热 口诀：等量混合，水浴加热，现用现配 4.唯一一个需要水浴加热的实验
例：谷类的果实种子含淀粉较多； 甘蔗的茎、甜菜的根含蔗糖较多； 花生、芝麻种子含脂质较多。 大豆种子含蛋白质较多

叶绿素
参与光能吸收、式 存在，少量游离
甲状腺激素等
存在于红细胞内，参与氧气 运输
是动物体内骨骼、牙齿等的 无机成分；参与血液凝固、 肌肉收缩等生理过程
促进动物的新陈代谢、生长 发育等
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高考总复习 ·生物
●特●别●提●醒 ①每一种组成元素都有重要作用，过多或过少都会引 起生物体的生命活动异常，如血钙过高，人体会出现肌无力； 血钙过低，人体会出现肌肉抽搐。 ②化学元素的作用大小，与在生物体内的含量多少无 关，有些元素含量很少，但作用很大，如少儿缺碘，易患呆 小症。
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高考总复习 ·生物
三、生物界与非生物界的统一性和差异性 1．统一性：生物界和非生物界在元素 种类 上具有统 一性，没有一种元素是生物界所特有的。 2．差异性：生物界和非生物界在元素 含量 上具有差 异性，由此说明，生物界和非生物界具有差异性。
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【思考乐园1】生物体的组成元素最终来源于非生物界， 为什么不同生物体内的元素种类不完全相同，含量相差很大？
元素 C
H
O
NP
S
生物甲 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17
生物乙 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 0.78
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根据上表，有人得出下面结论，正确的是
()
A．如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植
物
B．等质量的组织中，甲所含的热量少于乙
答案：B
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四、生物体内的水分及与新陈代谢的关系 1．生物体内水含量及分布规律 (1)在活细胞中含量最多。一般占细胞鲜重的60%～95%。 (2)不同种类的生物含水量不同，这与其生活环境有关。 (3)同一种生物的不同组织、器官含水量不同，这与其代 谢强度有关。 (4)生物体在不同的生长发育期，含水量不同。幼年时期 ＞成年时期。 (5)同一生物体不同的组织相比，幼嫩部分＞成熟部分。

第一节 细胞中的元素和无机化合物1．元素的含量(1)地壳(包括大气)中含量最多的元素是O ，其次是Si 、Al 、Fe 。

(2)生物细胞中含量最多的元素是O ，然后依次是C 、H 、N 。

2．元素的种类（1）常见元素有20多种――――――→根据各种元素的含量⎩⎪⎨⎪⎧大量元素：C 、H 、O 、N 、P 、 S 、K 、Ca 、Mg 、Na 、Cl 等微量元素：Fe 、Mn 、Zn 、 Cu 、B 、Mo 、Co 、Se 等(2)C 、H 、O 、N 、P 、S等元素构成了细胞结构和功能所需的基本物质。

3．特点(1)组成生物体的任何一种元素都可以在无机自然界中找到。

(2)不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定的差异。

4．生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。

如一些山区居民患有克山病，该病与缺硒有明显关系。

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物1．组成细胞的化合物(1)组成细胞的各种元素大多以化合物(compound)的形式存在。

化合物分为无机化合物和有机化合物。

(2)科学家测得某种植物细胞中的主要化合物及其质量分数。

2(1)水在细胞中的含量在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的2/3。

(2)水的分子结构与理化特性①水分子由两个氢原子和一个氧原子以共价键(由实线表示)结合组成。

②在相邻水分子之间存在相互联结的作用力，即氢键。

③水分子的空间结构与电荷的不对称分布，使得水分子具有极性，这让几乎所有带电荷的或具有极性基团的分子都能溶解在水中。

④氢键使水分子间的作用力大大增强，水的熔点和沸点也因此而增高。

(3)自由水①含义：自由水以游离的形式存在，参与细胞中各种代谢活动。

②作用a．良好的溶剂。

b．细胞中生物化学反应的介质。

c．有些自由水直接作为反应物参与生化反应。

d．运送营养物质和代谢废物。

(4)结合水①含义：被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而不易自由流动的水。

②作用：组成细胞的重要成分。

组成生物体的元素和化合物
contents
目录
• 元素组成 • 化合物组成 • 化合物功能 • 化合物在生物体中的作用
01 元素组成
轻元素
01
02
03
氢
是生物体内含量最多的元 素，参与构成生物体内的 多种分子，如水、蛋白质 和核酸。
氧
是细胞呼吸和能量代谢中 不可或缺的元素，参与构 成生物体内的水、糖类、 脂肪和蛋白质等物质。
酶是生物体内重要的催化剂，能够加速生物体内的化学反应， 提高代谢效率。
02
酶具有高度专一性，能够针对特定的化学反应进行催化，保证
代谢过程的顺利进行。
酶的活性受到温度、pH值等环境因素的影响，因此生物体会在
03
一定范围内调控这些因素以保证酶的活性。
细胞信号传导
细胞信号传导是细胞间和细胞 内信息传递的重要方式，能够 调节细胞的生理功能和行为。
输营养物质和代谢废物等。
水分子通过氢键形成复杂的网络 结构，对维持生物体的结构和功
能具有重要作用。
有机化合物
有机化合物是生物体中重要的 化合物，包括碳水化合物、脂
质、蛋白质和核酸等。
碳水化合物是生物体的主要能 源物质，提供生物体所需的能
量。
脂质包括脂肪、磷脂和固醇等 ，在生物体内主要参与能量储 存、细胞膜构成和信号转导等 作用。
细胞周期调控涉及多个蛋白质和分子的相互作 用，这些分子在细胞周期的不同阶段发挥不同 的作用，共同维持细胞的正常生理状态。
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细胞信号传导通常由特定的 信号分子触发，通过一系列 的化学反应传递信息，最终
导致细胞反应。
细胞信号传导对于细胞的生长、 分化、迁移和凋亡等过程具有

组成细胞的化学元素及无机物细胞是生命的基本单位，组成细胞的化学元素和无机物对于细胞的结构和功能都至关重要。

下面将详细介绍组成细胞的化学元素和无机物。

化学元素是构成物质的基本单位，有多种不同的化学元素存在于细胞中。

其中最丰富的元素是碳、氢、氧和氮，它们被称为生物元素或生物基元素。

这四种元素在有机物的构成中起着关键的作用。

碳是所有有机化合物的基础，包括蛋白质、核酸、脂类和多糖类等。

氢和氧通过与碳结合形成水，是细胞内许多反应的媒介。

氮是构成蛋白质和核酸的重要元素。

除了碳、氢、氧和氮之外，还有许多其他的化学元素存在于细胞中，虽然它们的含量较少，但对细胞的结构和功能也非常重要。

微量元素和必需元素是指身体只需要以微量摄入但又不能合成的元素。

其中最重要的微量元素包括钙、磷、钾、钠、镁、氯和硫。

这些元素参与细胞内的许多生物化学反应，例如细胞膜的稳定性、神经传导和酶的催化作用等。

无机物是指除碳之外的元素构成的物质。

细胞内的无机物主要包括水、无机盐和酸碱等。

水是细胞内最重要的无机物，它占细胞质的大部分，并参与细胞内许多反应，例如溶解物质、稀释和水解等。

细胞内的水通过细胞膜的渗透调节来维持细胞内外水分的平衡。

无机盐是细胞内的重要无机物之一，包括钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、磷盐等。

这些无机盐参与细胞内许多生理过程，例如细胞膜潜在电位的调节、酶催化反应和细胞骨架的稳定等。

酸碱是细胞内另外一类重要的无机物，它们对细胞内pH的调节非常重要。

细胞内的pH值的变化会影响许多细胞内的生化反应。

细胞通过酸碱平衡系统来维持细胞内的pH值的稳定。

细胞内的化学元素和无机物共同构成了细胞内的生化环境和分子结构。

它们通过相互作用和反应来维持细胞的正常运作。

对组成细胞的化学元素和无机物的深入了解，有助于理解生命的基本单位的结构和功能，从而有助于研究生命科学和生物医学领域的各种问题。

二糖
动物细胞 乳糖 主要存在于哺乳动物乳汁中 多糖
植物细胞
淀粉：植物贮存能量的物质
纤维素：细胞壁的基本组成成分
肝糖元 肌糖元
动物细胞 糖元
动物贮存能量的物质
3、糖类的主要作用
主要的能源物质
（1）细胞和生物体主要的能源物质
水解 水解
氧化分解
淀粉 糖元
麦芽糖
水解
葡萄糖
大量能量
糖类中最 重要的能 源物质
下列物质有的是构成蛋白质的氨基酸，有的不 是，如将其中的氨基酸脱水缩合形成化合物，则其 名称是？其中氨基、羧基、肽键个几个？ A、 NH2—CH—COOH | CH 3 B。NH2－CH2－COOH C。NH2—CH—OH | COOH
D.NH2－CH2－CH2－CH2－COOH
1、生物体进行一切生命活动的基础是（ B ） A、具有细胞结构 C、具有应激性 B、具有新陈代谢 C、能生殖发育
A、间期和前期 B、前期和中期 C、中期和后期 D、间期和中期
20、洋葱体细胞内有8对同源染色体，根尖分生区细胞处于分 裂前期和后期时，染色体的个数分别是（C ） A、16，8 B、16，16 C、16，32 D、32，32
根据图1-2所示化合物的结构，分析回答：
② ④ ⑤ ⑥ ③ H O H CH3O H H O H ①
3、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（1）结构通式
羧基
（2）结构特点：
氨基
①每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个 羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一 个碳原子上 ②R基的不同，决定氨基酸的不同种类
（3）、氨基酸之间的连接方式： 脱水缩合反应