高三化学与生物的结合.doc

高三化学与生物的结合理科综合题(二)高三化学与生物的结合 化学和生物综合测试题结合特点有三类:一类是渗透,如糖类.蛋白质与细胞,有机物和生物遗传等;二类是交叉,如元素.化合物与生物的新陈代谢.污水处理与自然环境等;三类是综合,如有机物主要来源.农副产品加工.资源综合利用,新产品.新能源.新材料与生物的遗传和生命的起源.这方面的内容要求我们教师有意识地在立足于两学科及本学科的基础上,挖掘出两门学科相关的.交叉的教学资料,拓宽教学内容的广度,增加交叉的知识面,主动的去渗透,教会学生综合分析的方法.提高学生运用化学.生物视角去观察分析生活.生产和社会中的各类有关实际问题的能力. 例1　 证明〝光合作用需要二氧化碳的实验〞可利用图7-19所示的甲(玻璃缸中盛NaOH溶液),乙(玻璃缸中盛清水)两个装置,将这两个装置同时放在黑暗处一昼夜,然后一起放到阳光下,几小时后分别取下甲.乙装置中的叶片,分别在酒精中热水浴脱色,用水漂洗后分别加碘,发现甲装置中的叶片不变蓝,而乙装置的叶片却变蓝. (1)加碘后甲装置中的叶片不变蓝,说明其叶片没有______生成,其原因是甲装置里的二氧化碳______,反应的化学方程式为______. (2)加碘后乙装置中的叶片变蓝,则细胞中变蓝的结构是______,其原因为______. 解析: 本题为化学学科中化学方程式的书写和生物学科中光合作用进行的场所.实质综合性的题目,应充分利用生物学的原理解决化学问题,通过对试验现象的观察.分析,考查学生的观察能力.分析能力. 答案: (1)淀粉;被氢氧化钠溶液吸收;CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O (2)叶绿体;植物利用二氧化碳在叶绿体中进行了光合作用,合成了糖类——淀粉,淀粉遇碘变蓝. 例2　 A.B.C是大家熟悉与生命运动密切相关的三种化合物,它们所含元素不超过三种,并有下列转化关系: 其中化合物D也是日常生活中常见的化合物,在一定条件下可与单质甲进一步发生如下变化: 回答下列有关问题: ①在A.B.C.D四种化合物中,所含元素相同的是(写物质名称)______.______. ②常温下,A和B是通过什么途径转化为C的?______. ③目前,化合物B在自然界中的含量呈上升趋势,对环境产生了不良的影响,发生这种变化的主要原因是______. ④化合物D另有一种同分异构体,这种异构体的结构简式是______. 解析: 该题以生物.环境知识为载体,测试学生有机化学知识.阅读能力及推理能力等.属于有机化学.环境化学.生物化学等学科的综合题.如果能认真阅读题目和所问问题,联系化学和环保.生物知识,可以找到几个突破点. 一是A.B.C是与生命运动密切相关的化合物,像水.糖类.油脂.蛋白质等.人吸进氧气,呼出二氧化碳,所以二氧化碳也是与生命运动相关的化合物; 二是〝B在自然界中含量成上升趋势,对环境产生不良影响〞,可联系大家熟知的二氧化碳在空气中的含量上升,会产生一种叫〝温室效应〞的不良影响,则可推知B可能为二氧化碳;三是〝化合物D另有一种同分异构体〞,同分异构体是有机物特有的现象,进而联想到D是一种有机化合物,再结合方程式: 多数有机物完全燃烧后生成水和二氧化碳,则推知单质甲为氧气,化合物A为水.根据A和B的化学计量数,可知有机物D中有2个碳原子,3_2=6个氢原子,3_1+2_2-3_2=1个氧原子,即D的分子式为C2H6O.又由于D为日常生活常见的物质,应为乙醇,它的同分异构体为甲醚.而化合物A和化合物B,即水和二氧化碳在植物光合作用下转化为葡萄糖和氧气.化合物C就是葡萄糖,葡萄糖又在酒化酶作用下转化成乙醇和二氧化碳,从而解决所有问题. 答案: ①C:葡萄糖;D:乙醇或酒精 ②水和二氧化碳是通过植物进行光合作用转化为葡萄糖的. ③二氧化碳在空气中含量呈上升趋势并产生〝温室效应〞的主要原因是:大量燃烧含碳燃料.人口膨胀.森林大面积砍伐等. ④CH3—O—CH3 例3　 据报道人从食物中摄取碘后便在甲状腺上存积下来,通过一系列的化学反应可形成甲状腺素.甲状腺素的结构如下: (1)甲状腺素的分子式为______. (2)在甲状腺内,甲状腺素的合成过程可能是: 试回答下列问题: ①上述两步反应分别是______反应和______反应. ②试写出上述两步反应的化学方程式______.______. (3)人体分泌甲状腺素过少,婴儿时将患______,成人时将引起______. 解析: 这是一道渗透化学.生物学内容的综合能力测试题,主要考察学生对知识的迁移能力和运用能力,根据合成过程,两步反应均应属于取代反应.人体缺碘会影响甲状腺.脑功能,导致某些病症的出现,碘缺乏症统称IDD(英文缩写). 答案:(1)C15H11NO4I4(2)①取代;取代. (3)呆小症;甲状腺肿 例4　 ATP(三磷酸腺甘)是体内生理活动所需能量的直接来源,故称之为〝能量分子〞.发现〝能量分子〞形成过程的科学家获得了1997年度的诺贝尔化学奖.ATP的结构如下: (1)ATP的分子式为______. (2)ATP分子中含有两个P～O高能磷酸键,每水解裂开一个P～O键时,反应可释放约30.5kJ/mol能量.高能磷酸键的形成与断裂的反应过程即是〝能量分子〞传递能量的过程,转化关系为: 其中ATP与ADP.ADP与AMP的分子量均相差80,则反应④是______. A．释能反应　 B．吸能反应　 C．水解反应　 D．磷酸化反应 (3)写出由AMP形成〝能量分子〞ATP的化学反应方程式,并标出能量的变化值:______. (4)如图7-20所示,能正确表示动物肌细胞内ATP产生量与O2供给量之间关系的曲线是______. A．a　 B．b　 C．c　 D．都不是 (5)每摩高能磷酸键水解时可释放出30514kJ的能量,而每摩低能磷酸键水解时可释放14212kJ的能量,如有50.7g的ATP完全发生水解,则能放出______kJ的能量.如将其加入到2mol/L的氢氧化钠溶液中,则需消耗______mol的NaOH. 解析: 该题以最新科技成果为载体,要求学生敏捷地接受新信息,并通过自学,结合化学.生物知识,在分析.评价的基础上应用新信息.该类题型既加快了新知识传播的速度和效果,同时也加大了对学生能力的考查力度.分析第(4)题,可以发现a表示的是ATP的产生量随O2的供给量增加而增加;b表示的是ATP的产生量随O2的供给量增加开始增加,随后达到稳定状态,c表示的是ATP的产生量随O2的供给量增加没有发生变化.动物肌细胞活动加强,O2的供给量增多,肌细胞中有机物分解加速,释放大量的能量,合成大量的ATP;但ATP的产生量与O2的供给量.ATP.Pi和酶等有关,当ADP在细胞内达到一定量时就达到稳定状态.因此,比较曲线a,b,c,正确答案应该是B. 答案:(1)C10H16N5O13P3　 (2)B.D　 (3)AMP+2H3PO4→ATP+2H2O-61Kj　 (4)B　 (5)7524;0.9 例5　 有机合成是近代有机化学创立的标志,在有机化学发展的历史上有过几次重大的突破. (1)1824年德国化学家维勒首次从无机物人工合成了有机物——尿素.实验过程简述如下: (2)美国学者米勒设计的一个模拟装置.抽空后将CH4.NH3和H2从图中7-21中(a)泵入玻璃仪器内,再把B中的水煮沸,使水蒸气驱动混合气体在玻璃管内流动,然后在A内放电7天,经(b)冷却后,产物沉积在C中,它含有包括氨基酸在内的多种氨基酸. (3)1965年9月,我国科学家汪蝤等成功地合成了具有生理活性的结晶牛胰岛素.另外1981年11月,我国科学家又在世界上首先人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸. 回答下列问题: (1)写出反应①.②的化学方程式______.______. (2)图中A内模拟______中发生______.B和C中的液体相当于______. (3)维勒和米勒的实验表明______. (4)结晶牛胰岛素合成的化学意义和生物学意义分别是什么? 解析: 本题从化学史.生物史的角度考查现代科学前沿的有关简单化学.生物知识的问题.重在测试学生分析和综合.比较和论证等能力. 答案:(1)①NH4Cl+AgCNO=AgCl↓+NH4CNO ②NH4CNO (NH2)2 (2)原始大气;闪电现象;原始海洋 (3)维勒合成尿素的意义:用非生物体内取得的物质可合成有机物,打破了只能从有机体取得有机化合物的限制,并在维勒人工合成尿素后,有机化学理论迅速建立起来.米勒实验表明在生命起源中,从无机物合成有机物的化学过程是完全可能的. (4)化学意义:它突破了简单有机物和生物高分子的界限,开创了人工合成高分子的新时期,向人工合成生命物质又迈进了一大步.生物学意义:标志着人类在探索生命奥秘的历程中,迈进了关键的一步,对揭示生命现象的本质奠定了基础,并推动了分子生物学.分子遗传学的发展. 例6 　已知化学反应aA+bB=dD+eE,反应物A与B反应生成D和E的反应速率满足公式v=k[A]_[Y]y.式中[A]和[B]分别是A和B的浓度,_,y为其相应的指数,k是速率常数,对给定的反应,在一定的温度下是个常数,它的单位与_,y的数值有关.今有HbCO中血红蛋白(Hb)与CO的结合力比HbO2血红蛋白与O2的结合力大200倍.当空气中的CO浓度大到50PPm以上,人体就感到缺氧,这时血液中羰基血红蛋白(HbCO)达到10％,通常人肺的血液中O2的溶解度达1.6_10-6mol/L,而且其中血红蛋白的浓度稳定在8_10-6mol/L. ①设速率常数k=2.1_106L/mols(37℃时)求血红蛋白中HbO2的生成速率. ②在CO中毒情况下,需要将HbO2的生成速率提高到1.1_104mol/Ls,试计算这时所需O2的浓度是多少?(假设血液中血红蛋白的浓度是恒定的),如果血液中的氧的浓度与进入肺的氧分压成正比,试提出一个实际可行的解决问题的方案. 解析: 此题是典型的化学.生物.日常生活相结合的题目,用生物.化学知识解决实际问题.在简单反应aA+bB=dD+eE中,D和E的反应速率v=k[A]a[B]b,题目中分别用未知值_.y代表a.b,但是告诉你k的单位与_.y数值有关.根据这个提示,又知k=2.1_10-6L/mols,代入公式有单位关系:mol/Ls=L/mols_[mol/L]a_[mol/L]b,推出a=b=1.。