第1專題 生命的物質基礎、結構基礎

1、第1專題 生命的物質基礎、結構基礎考綱盤點一、生命的物質基礎組成生物體的化學元素組成生物體的化合物二、細胞一一生命活動的基本單位細胞的結構和功能：細胞膜的分子結構和主要功能；細胞質基質；細胞器的結構和功能(線粒體、葉 綠體、內質網、核糖體、高爾基體、中心體和液泡)；細胞核的結構和功能；細胞的生物膜系統(tǒng)(生物膜系體功胞 粒構細 線結他統(tǒng)的概念、各種生物膜在結構和功能上的聯(lián)系、研究生物 膜的重要意義)；原核細胞的基本結構.體功胞 粒構細 線結他知識網絡(如圖)第1講生命的物質基礎知識細化回憶組成生物體的化學元素最基本的化學元素是C.基本元素是C、H、0、N。主要元素是C、H、0、N、P、S。占細胞

2、鮮重最多的元素是Q。占人體細胞干重最多的元素是C.元素種類和含量在生物界和非生物界中的關系生物界內部：不同種類的生物之間在元素種類上大體相同，但在元素的含量上相差很大。生物界和非生物界之間：組成生物體的化學元素在無機自然界中都可找到，說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性；同種元素在生物體和自然界中含量相差很大，說明生物界和非生物界具有差異性。水的含量及功能水的含量:水是細胞中含量最多的化合物，但在不同種類的生物體中，水的含量差別較大：在同一生 物的不同組織、器官中，水的含量也不相同。水的功能：結合水是細胞結構的重要組成成分，自由水是細胞內的優(yōu)良溶劑、參加化學反應、運輸營養(yǎng) 物質和代謝廢物等。常見糖類

3、的功能特性參加生物遺傳物質組成的糖是脫氧核糖、核糖.能與新配制的斐林試劑共熱生成磚紅色沉淀的糖是葡萄糖、果糖、麥芽糖等。組成高等植物細胞分裂末期細胞板的糖是纖維素，存在于動物細胞質中的重要儲存能量的糖是糖元。5 .脂質的種類和功能合成脂蛋白的重要原料是磷脂，也是構成生物膜的重要成分。皮膚生發(fā)層細胞中經紫外線照耀，由一種物質轉化成另一種物質，并能夠預防兒童佝僂病發(fā)生，此兩 種物質是膽固醇、維生素D。促進動物生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的生成,激發(fā)并維持第二性征的是性激素。蛋白質的合成：兩分子氨基酸互相結合形成一分子二肽，失去一分子水，這種結合方式叫做脫水縮合，其場所是核糖體，該過程在遺傳學上稱為翻譯

4、，直接模板是mRNA,搬運氨基酸的工具是tRNAo核酸的種類和組成:核酸的基本單位是核萱酸，DNA和RNA在組成上的不同點是五碳糖和含氮堿基。真 核細胞中DNA主要是和蛋白質結合構成染色體，其次存在于線粒體和葉綠體中.要點歸納、組成生物體的元素與自然界中元素的互相關系自然界中的元素與組成生物體的元素的包涵關系微址元4:M神)鈕成生物住的元素必必須礦質元褰3神sJ界中的JL：素最基本基本元i，婆大id日 Mn B Zn Cu Mo (J M組成生物體的大量元素和微量元素都是必必須微址元4:M神)鈕成生物住的元素必必須礦質元褰3神sJ界中的JL：素最基本基本元i，婆大id日 Mn B Zn Cu

5、Mo (J M組成生物體的大量元素和微量元素都是必必須元素，生物體內可能含有一些非必必須元素，即生物體內含 有的元素不一定都是組成生物體的元素。生物和生物之間以及生物和無機自然界之間在元素的種類上都具有統(tǒng)一性，在元素的含量上都具有差 異性；生物界和非生物界在元素種類上的統(tǒng)一性，保證了生物群落和無機環(huán)境間的物質循環(huán)。二、運用“元素的觀點分析問題從化合物的元素組成分析其代謝產物糖類、脂質、蛋白質的組成元素中都含有C、H、0三種元素，可推知其代謝產物中都有C02和H20； 蛋白質中還含有N元素，故其代謝產物中還有尿素。從元素含量上分析物質氧化分解時釋放能量的多少脂肪中氧的含量少于糖類，而氫的含量多于

6、糖類，因此，等質量的脂肪和糖類徹底氧化分解時，脂肪 消耗的氧氣較多，釋放的能量也更多。同位素標記法在實驗中的應用利用同位素標記法，可以證實光合作用釋放的氧全部來自于水，此外，還可用于證實根汲取的礦質元 素是通過導管向上運輸的；在噬菌體侵染細菌實驗中，證實DNA是遺傳物質；證實DNA的半保留復制方式;勺合成、運輸和分泌途徑孔、，心力中* 口的各種酶、葉綠素、N14.雷形式攝,、.建蛔基都攝取一定 御瘦人體內不能儲存，必須天天都攝取一定P是葉綠體雙層膜和基粒囊狀結構薄膜;磷脂是治融胞I融舞瀚軸癱鋤嘴麟的合成和澎蝠叫維持心肌:酶的構Fe*Fe堿葉變黃F牌簸體城：Fe是血紅蛋白的組成元素，缺Fe易 患

7、缺鐵性貧血【特別提醒】光合作用的反應物和產物中都不包涵N、P、K、Fe,它們是通過影響酶、ATP和葉綠體的組 成或產物的合成及運輸來影響光合作用的速率的。三、生物體內水和生物代謝的關系1.生物體內水的存在形式、功能及兩者關系存在形式功能兩者關系結合水(占5%左右)與細胞中某些大分子物質結合構成 細胞結構自由水一結合水自由水/結合水決定細胞或生物體的代謝程 度，自由水/結合水的值大，說明代謝強自由水/結合水影響生物體的抗逆性，自由水 /結合水的值越大，抗性越弱；值越小，則抗性 越強自由水(占95%左右)參加反應(如光合作用、呼吸作用)作為優(yōu)良溶劑運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物生物含水量的特點不同種類的生

8、物含水量不同，這與其生活環(huán)境有關.同一種生物的不同組織、器官含水量不同，這與其代謝強度有關。生物體在不同的生長發(fā)育期，含水量也不同。幼兒含水量多于成年人；在衰老的細胞中水分減少，細胞 萎縮；植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。細胞中產生水和利用水的結構及生理過程細胞中產生水的結構及生理過程4TP NADPH葉綠體基質中=暗反應&一線粒體中】有氧呼吸第三階段+核糖體中氨基酸脫水縮合 蒐基酸-前水+多肽物高爾基體上；葡蜀糖-醒纖維素+水動物肝臟和肌肉；葡萄糖-漁-精元+水細胞核中 DNA復制脫氧核昔酸-DNA+H.ODN3轉錄產生mEiNA核糖核昔酸-RNA+HQ葉綠體基粒、線粒體、細胞質基質中ADP

9、+Pi -=-ATP+HO醇-Qf細胞中利用水的生理過程光合作用的光反應=H?0JO; + H|(gx氧呼吸第二階段C3H4O. + H;OCO. +H| + ATPATP水解:ATP +, ADP+Pi + 能量糖元分解：糖元+水匚葡萄糖大分子有機物的消化(水解【特別提醒】無論是何種細胞，其含量最多的化合物都是水。一個細胞失去一定量的自由水，只影響其代謝速率，而不會損傷細胞。但假設失去的是結合水，則會損傷 細胞。如種子貯存前,通過晾曬降低其自由水含量，利于貯存，如烘干種子使結合水流失，則種子的胚就會 死亡。四、糖類和脂質的比較糖類脂質區(qū)別兀素組成G H、OH、O(N. P)我類單糖、二精、多

10、糖脂肪、類脂、固醇合成部位葉綠體、內質網、高爾基體、 肝臟和肌肉主要是內質網生理作用主要的能源物質構成細胞結構：如糖被- 細胞壁核酸的組成成分生物體的儲能物 質生物膜的重要蛆 成成分調節(jié)新陳代謝和 生殖聯(lián)系糖類=脂肪【特別提醒】在動物體內，糖類可以大量轉化成脂肪，而脂肪只能少量轉化成糖類.脂肪和糖類的組成元素都只有c、H、0,前者的分子組成中H：02： 1,而糖類中H：0 = 2： 1,所以在 有氧呼吸中,等質量的脂肪消耗的02比糖類多，提供的能量也多。五、蛋白質和核酸的區(qū)別、聯(lián)系及有關計算區(qū)別董白麻核酸元素組成主要是C、H、口、NC、H、N、P基本單位R1H?NC COOH一 1 H氨基酸榛

11、糖核甘酸：些 Ylugc，晚敘核許酸；任Lvi做基|脫氧物格連接方式肽鍵璘酸二醋鍵形成場所細胞黑內的核糖體上州胞核、線粒體.葉綠體等功能構成生物體和細胞子催化作 用；調節(jié)作用；運輸作用；免痍作用遺傳信息的攜帶者，決定生 物性狀；某些RN乏具催化作 用聯(lián)系核酸控制蛋白質的合成少氨基酸縮合,肽鏈一蛋片質 N p核糖縮合翻譯u 二核許酸RNA染色體n、p_脫氧縮合予1核昔酸DNADNA多樣性、蛋白質多樣性和生物多樣性的關系堿基對數量及排列順序一基因多樣性 環(huán)境多樣性 氨基酸種類不同一，決氣導致 狙:基酸數量不同 f蛋白質 擋X:物多樣性 氨基酸排列順序不同 多樣性 A 肽鏈空間結構不同一1基因 物種

12、生態(tài)系統(tǒng)樣性多樣性多樣性3兩者均存在物種特異性,因此可從分子水平上為生物進化、親子鑒定、案件偵破等提供依據。有關計算1蛋白質中的肽鍵數=縮合中產生的水分子數=氨基酸分子數一肽鏈數2M蛋白質=M氨基酸一M水=氨基酸個數X氨基酸一水分子數X 183有關蛋白質中游離的氨基一NH2或短基一COOH的計算在一個蛋白質分子中，游離的-NH2或-COOH可能存在的部位是肽鏈的兩端一端是-NH2,另一端是COOH和 R 基。至少含有游離的一NH2或-COOH數=肽鏈數。游離的-NH2或一COOH數目=肽鏈條數+R基中含有的一NH2或COOH數。4氨基酸數目與相應核酸的堿基核昔酸數目的對應關系DNA基因 轉錄，

13、mRNA 翻洋，蛋白質脫氧核昔酸：核糖核昔酸：氨基酸6：3：1【特別提醒】以DNA為遺傳物質的生物，其蛋白質結構由DNA 基因決定，而以RNA為遺傳物質的生物，其蛋白 質結構由RNA決定。六、幾種有機物的鑒定鑒定物質實雌試劑實臆現壽注意事項述原性糖斐林試劑磚紅色沉淀試劑現用現酎、沸 水浴加熱脂肪蘇丹E、IVw紅色必須用顯微鏡 觀察蛋白質取編朕試 荊紫色先后 AK如昭DNA二茉胺盈色沸水浴山熱淀粉硬精藍色操作步翳見下格黑暗處理綠燈泡J-對照處理如遮光酒精脫色清水沖 洗碘糧橙驗第2講生命的結構基礎知識細化回憶細胞是進行生命活動的基礎細胞是生物體結構和功能的基本單位,細胞進行一切生命活動的基礎是細胞

14、具有非常精細的結構和復 雜的自控功能。細胞膜的組成及功能研究細胞膜的化學組成，大都用動物細胞的紅細胞等作為研究材料。細胞膜主要由磷脂分子和蛋白質分子構成,功能越復雜的細胞膜,蛋白質的種類和數量越多。糖蛋白除具有識別作用外，消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白還具有保護和潤滑作用。細胞膜的結構特點是具有一定的流動性，功能特性是具有選擇透過性。細胞的生物膜系統(tǒng)生物膜的化學組成相似,基本結構大致相同。內質網膜可與外層核膜、細胞膜、線粒體膜直接相連。在真核細胞的細胞器中，核糖體和中心體不是生物膜系統(tǒng)的組成成分。4 .細胞器的分布及其特性動植物細胞中共有的細胞器有線粒體、內質網、高爾基體、核糖體。動物及低

15、等植物特有的細胞器是中心體。含有核酸的細胞器是線粒體、葉綠體、核糖體。與細胞分裂直接相關的細胞器是核糖體、中心體、高爾基體、線粒體等.在光學顯微鏡下能夠觀察到的細胞器是線粒體、葉綠體、液泡等。染色體的物質組成染色體主要由DNA和蛋白質構成，欲驗證兩種物質的存在，可分別使用甲基綠試劑和雙縮脲試劑。原核細胞與真核細胞的比較原核細胞與真核細胞相比最大的區(qū)別是沒有由核膜包圍的細胞核.原核細胞細胞壁的主要成分是由糖類與蛋白質結合而成的化合物，而支原體無細胞壁.細胞生物所共有的細胞器是核糖體，細菌的遺傳物質存在于擬核和質粒中.要點歸納一、生物膜結構及功能上的聯(lián)系.生物膜在結構上的聯(lián)系各種生物膜在結構上大致

16、相同，都由磷脂雙分子層構成基本骨架，蛋白質分布其中.結構上的聯(lián)系(如下左圖)功能上的聯(lián)系(以分泌蛋白的合成、加工、運輸為例)猊胞結料功能猊胞結料功能通過轉錄、制譯校涸推白匱合成線&.:核標巍i加 甚LJ甘多豚進行初級加工，并以小泡形式將多膠 運送堇膏木基體體 提體:M贏腭.醐行再虹.敗成為成贈白況 并以小泡形式運送至井與之酷合通過外養(yǎng)作用，將蚩白成分笛到紙胞外細胞膜功能的物質和結構基礎 (1)物質運輸：磷脂分子和蛋白質分子的流動性；載體蛋白的種類和數量。(2)識別功能:糖蛋白。信息傳遞：與激素結合的靶細胞細胞膜表面的受體;與遞質結合的突觸后膜上的受體?！咎貏e提醒】生物膜系統(tǒng)為真核生物特有。生物

17、膜指生物體內的所有膜，生物膜系統(tǒng)指這些膜及具膜細胞器所形成的在結構和功能上互相聯(lián)系的結 構體系。二、驗證細胞膜的生理特性細胞膜的流動性(1)原因:構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子是流動的。(2)驗證實驗：利用熒光物質或放射性同位素標記構成細胞膜的蛋白質分子，將已標記的細胞與未標記細 胞誘導融合，追蹤觀察標記的蛋白質分子在融合細胞膜上的分布狀況即可證實。細胞膜的選擇透過性的驗證實驗有多個方案，下面僅提供兩個方案作為參照:口)含不同甘康元素的焙雅推T不同精物口)含不同甘康元素的焙雅推T不同精物瀏得培養(yǎng)液中各礦質離子的初始袱度4培養(yǎng)一段時間測得實餐結束時靖芥液中各亨腕離子濃度比粒同一植物汲取不同礦質

18、高于及不同樹物汲取向質離孑的怙況得出培設I4現削縱削浸泡在紅圈永中觀察染成義也的部位胚乳被染紅 胚乳，愿鄙械 屈卷被染也 染成紅也三、細胞內細胞器的分類歸納分布梢物村布的細啊at葉律祎旃熟麻帽等她物特由的細駒器中*件動植物郤有的用麻器埴檢體、內J貞阿.舄亦基體、核主要作在于桁帽中的加胴思主孌-棄在于劫物中的犯魘思中心體具核枷扉挨摑聰共宥的鬼B1穩(wěn)結構不且展隋構的佃魄麝微蜻體.中心體具嶇層膜的細胞器內用網.削*林.戒泡.簾推 體是率層睽的鈿心炫糧偉、葉麝偉充竿兄徐鏡下可見的加陽照線善件.葉鍬體.彼泡I成分舍口 NU基因1的柄閽嘉垂粒4 口再有半白主牲)舍RMA的器玫粒體、葉緘卬、核Ht含色孝的細

19、脈林葉景體、轍帶的液桐中天色煮)fip俄產生水的狙胞恩域衿體.葉嫁體r援褪體、用亦 按體能產生ATP剖型單葬城粒體、葉醵體能堂制的孺脂描線袖體、葉域4中心部座自成有機物兩細胞器秩糖體、葉嫌偉、內睛叫.職 基體與有姓分染有美痢壅器櫻跑體、枝艷體、中句軋 菖莖 基體與分用強白的合成、茜普、分 蜜有關的細X籍【靖祠)檀1S體.內畫阿.而聚基體、線 枚體把胞展傕拒生做屋4神配翌的細度JS蜥巍粒隅葉獨缽,接H體伽艇核. 根核卜【特別提醒】并不是所有的植物細胞都含有葉綠體,同時植物細胞長到一定階段才有大液泡.細胞核也具有雙層膜，但它不屬于細胞器。與分泌蛋白有關的結構還有細胞膜和細胞核。分泌蛋白的合成由細胞核中的基因控制，分泌蛋白通過細 胞膜的外排作用分泌到細胞外。四、細胞膜、細胞質、細胞核與代謝的關系.細胞膜與生物代謝控制物質出入細胞，為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內部環(huán)境。提供細胞識別位點，并完成細胞內外信息跨膜傳遞。.細胞質與生物代謝(1)活細胞中的細胞質不斷流動，有利于細胞內物質運輸和細胞器的移動，從而為細胞