第1專題 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

1、第1專題 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)考綱盤點(diǎn)一、生命的物質(zhì)基礎(chǔ)組成生物體的化學(xué)元素組成生物體的化合物二、細(xì)胞一一生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能：細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和主要功能；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能(線粒體、葉 綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體和液泡)；細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能；細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)(生物膜系體功胞 粒構(gòu)細(xì) 線結(jié)他統(tǒng)的概念、各種生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系、研究生物 膜的重要意義)；原核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu).體功胞 粒構(gòu)細(xì) 線結(jié)他知識(shí)網(wǎng)絡(luò)(如圖)第1講生命的物質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)細(xì)化回憶組成生物體的化學(xué)元素最基本的化學(xué)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(xì)胞

2、鮮重最多的元素是Q。占人體細(xì)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(guān)系生物界內(nèi)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(xué)元素在無機(jī)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(xì)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(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，自由水是細(xì)胞內(nèi)的優(yōu)良溶劑、參加化學(xué)反應(yīng)、運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)和代謝廢物等。常見糖類

3、的功能特性參加生物遺傳物質(zhì)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(xì)胞分裂末期細(xì)胞板的糖是纖維素，存在于動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中的重要儲(chǔ)存能量的糖是糖元。5 .脂質(zhì)的種類和功能合成脂蛋白的重要原料是磷脂，也是構(gòu)成生物膜的重要成分。皮膚生發(fā)層細(xì)胞中經(jīng)紫外線照耀，由一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化成另一種物質(zhì)，并能夠預(yù)防兒童佝僂病發(fā)生，此兩 種物質(zhì)是膽固醇、維生素D。促進(jìn)動(dòng)物生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的生成,激發(fā)并維持第二性征的是性激素。蛋白質(zhì)的合成：兩分子氨基酸互相結(jié)合形成一分子二肽，失去一分子水，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合，其場(chǎng)所是核糖體，該過程在遺傳學(xué)上稱為翻譯

4、，直接模板是mRNA,搬運(yùn)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(diǎn)是五碳糖和含氮堿基。真 核細(xì)胞中DNA主要是和蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成染色體，其次存在于線粒體和葉綠體中.要點(diǎn)歸納、組成生物體的元素與自然界中元素的互相關(guān)系自然界中的元素與組成生物體的元素的包涵關(guān)系微址元4:M神)鈕成生物住的元素必必須礦質(zhì)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(zhì)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(nèi)可能含有一些非必必須元素，即生物體內(nèi)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(jī)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(jī)環(huán)境間的物質(zhì)循環(huán)。二、運(yùn)用“元素的觀點(diǎn)分析問題從化合物的元素組成分析其代謝產(chǎn)物糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的組成元素中都含有C、H、0三種元素，可推知其代謝產(chǎn)物中都有C02和H20； 蛋白質(zhì)中還含有N元素，故其代謝產(chǎn)物中還有尿素。從元素含量上分析物質(zhì)氧化分解時(shí)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(zhì)量的脂肪和糖類徹底氧化分解時(shí)，脂肪 消耗的氧氣較多，釋放的能量也更多。同位素標(biāo)記法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用利用同位素標(biāo)記法，可以證實(shí)光合作用釋放的氧全部來自于水，此外，還可用于證實(shí)根汲取的礦質(zhì)元 素是通過導(dǎo)管向上運(yùn)輸?shù)?；在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)；證實(shí)DNA的半保留復(fù)制方式;勺合成、運(yùn)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(nèi)不能儲(chǔ)存，必須天天都攝取一定P是葉綠體雙層膜和基粒囊狀結(jié)構(gòu)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(gòu)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(yīng)物和產(chǎn)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(chǎn)物的合成及運(yùn)輸來影響光合作用的速率的。三、生物體內(nèi)水和生物代謝的關(guān)系1.生物體內(nèi)水的存在形式、功能及兩者關(guān)系存在形式功能兩者關(guān)系結(jié)合水(占5%左右)與細(xì)胞中某些大分子物質(zhì)結(jié)合構(gòu)成 細(xì)胞結(jié)構(gòu)自由水一結(jié)合水自由水/結(jié)合水決定細(xì)胞或生物體的代謝程 度，自由水/結(jié)合水的值大，說明代謝強(qiáng)自由水/結(jié)合水影響生物體的抗逆性，自由水 /結(jié)合水的值越大，抗性越弱；值越小，則抗性 越強(qiáng)自由水(占95%左右)參加反應(yīng)(如光合作用、呼吸作用)作為優(yōu)良溶劑運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物生物含水量的特點(diǎn)不同種類的生

8、物含水量不同，這與其生活環(huán)境有關(guān).同一種生物的不同組織、器官含水量不同，這與其代謝強(qiáng)度有關(guān)。生物體在不同的生長(zhǎng)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(xì)胞中水分減少，細(xì)胞 萎縮；植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。細(xì)胞中產(chǎn)生水和利用水的結(jié)構(gòu)及生理過程細(xì)胞中產(chǎn)生水的結(jié)構(gòu)及生理過程4TP NADPH葉綠體基質(zhì)中=暗反應(yīng)&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(dòng)物肝臟和肌肉；葡萄糖-漁-精元+水細(xì)胞核中 DNA復(fù)制脫氧核昔酸-DNA+H.ODN3轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mEiNA核糖核昔酸-RNA+HQ葉綠體基粒、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中ADP

9、+Pi -=-ATP+HO醇-Qf細(xì)胞中利用水的生理過程光合作用的光反應(yīng)=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(jī)物的消化(水解【特別提醒】無論是何種細(xì)胞，其含量最多的化合物都是水。一個(gè)細(xì)胞失去一定量的自由水，只影響其代謝速率，而不會(huì)損傷細(xì)胞。但假設(shè)失去的是結(jié)合水，則會(huì)損傷 細(xì)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(jié)合水流失，則種子的胚就會(huì) 死亡。四、糖類和脂質(zhì)的比較糖類脂質(zhì)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、 肝臟和肌肉主要是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生理作用主要的能源物質(zhì)構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)：如糖被- 細(xì)胞壁核酸的組成成分生物體的儲(chǔ)能物 質(zhì)生物膜的重要蛆 成成分調(diào)節(jié)新陳代謝和 生殖聯(lián)系糖類=脂肪【特別提醒】在動(dòng)物體內(nèi)，糖類可以大量轉(zhuǎn)化成脂肪，而脂肪只能少量轉(zhuǎn)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(zhì)量的脂肪消耗的02比糖類多，提供的能量也多。五、蛋白質(zhì)和核酸的區(qū)別、聯(lián)系及有關(guān)計(jì)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(chǎng)所細(xì)胞黑內(nèi)的核糖體上州胞核、線粒體.葉綠體等功能構(gòu)成生物體和細(xì)胞子催化作 用；調(diào)節(jié)作用；運(yùn)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(zhì)的合成少氨基酸縮合,肽鏈一蛋片質(zhì) 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(zhì)多樣性和生物多樣性的關(guān)系堿基對(duì)數(shù)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(dǎo)致 狙:基酸數(shù)量不同 f蛋白質(zhì) 擋X:物多樣性 氨基酸排列順序不同 多樣性 A 肽鏈空間結(jié)構(gòu)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(jìn)化、親子鑒定、案件偵破等提供依據(jù)。有關(guān)計(jì)算1蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)=縮合中產(chǎn)生的水分子數(shù)=氨基酸分子數(shù)一肽鏈數(shù)2M蛋白質(zhì)=M氨基酸一M水=氨基酸個(gè)數(shù)X氨基酸一水分子數(shù)X 183有關(guān)蛋白質(zhì)中游離的氨基一NH2或短基一COOH的計(jì)算在一個(gè)蛋白質(zhì)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(shù)=肽鏈數(shù)。游離的-NH2或一COOH數(shù)目=肽鏈條數(shù)+R基中含有的一NH2或COOH數(shù)。4氨基酸數(shù)目與相應(yīng)核酸的堿基核昔酸數(shù)目的對(duì)應(yīng)關(guān)系DNA基因 轉(zhuǎn)錄，

13、mRNA 翻洋，蛋白質(zhì)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(zhì)的生物，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由DNA 基因決定，而以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，其蛋白 質(zhì)結(jié)構(gòu)由RNA決定。六、幾種有機(jī)物的鑒定鑒定物質(zhì)實(shí)雌試劑實(shí)臆現(xiàn)壽注意事項(xiàng)述原性糖斐林試劑磚紅色沉淀試劑現(xiàn)用現(xiàn)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(zhì)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(lán)色操作步翳見下格黑暗處理綠燈泡J-對(duì)照處理如遮光酒精脫色清水沖 洗碘糧橙驗(yàn)第2講生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)細(xì)化回憶細(xì)胞是進(jìn)行生命活動(dòng)的基礎(chǔ)細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,細(xì)胞進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)是細(xì)胞

14、具有非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)和復(fù) 雜的自控功能。細(xì)胞膜的組成及功能研究細(xì)胞膜的化學(xué)組成，大都用動(dòng)物細(xì)胞的紅細(xì)胞等作為研究材料。細(xì)胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成,功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。糖蛋白除具有識(shí)別作用外，消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白還具有保護(hù)和潤(rùn)滑作用。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性，功能特性是具有選擇透過性。細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)生物膜的化學(xué)組成相似,基本結(jié)構(gòu)大致相同。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜可與外層核膜、細(xì)胞膜、線粒體膜直接相連。在真核細(xì)胞的細(xì)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(xì)胞器的分布及其特性動(dòng)植物細(xì)胞中共有的細(xì)胞器有線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體。動(dòng)物及低

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

16、相同，都由磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架，蛋白質(zhì)分布其中.結(jié)構(gòu)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(yùn)輸為例)猊胞結(jié)料功能猊胞結(jié)料功能通過轉(zhuǎn)錄、制譯校涸推白匱合成線&.:核標(biāo)巍i加 甚LJ甘多豚進(jìn)行初級(jí)加工，并以小泡形式將多膠 運(yùn)送堇膏木基體體 提體:M贏腭.醐行再虹.敗成為成贈(zèng)白況 并以小泡形式運(yùn)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(xì)胞膜功能的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) (1)物質(zhì)運(yùn)輸：磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的流動(dòng)性；載體蛋白的種類和數(shù)量。(2)識(shí)別功能:糖蛋白。信息傳遞：與激素結(jié)合的靶細(xì)胞細(xì)胞膜表面的受體;與遞質(zhì)結(jié)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(nèi)的所有膜，生物膜系統(tǒng)指這些膜及具膜細(xì)胞器所形成的在結(jié)構(gòu)和功能上互相聯(lián)系的結(jié) 構(gòu)體系。二、驗(yàn)證細(xì)胞膜的生理特性細(xì)胞膜的流動(dòng)性(1)原因:構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是流動(dòng)的。(2)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：利用熒光物質(zhì)或放射性同位素標(biāo)記構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子，將已標(biāo)記的細(xì)胞與未標(biāo)記細(xì) 胞誘導(dǎo)融合，追蹤觀察標(biāo)記的蛋白質(zhì)分子在融合細(xì)胞膜上的分布狀況即可證實(shí)。細(xì)胞膜的選擇透過性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)有多個(gè)方案，下面僅提供兩個(gè)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(zhì)離子的初始袱度4培養(yǎng)一段時(shí)間測(cè)得實(shí)餐結(jié)束時(shí)靖芥液中各亨腕離子濃度比粒同一植物汲取不同礦質(zhì)

18、高于及不同樹物汲取向質(zhì)離孑的怙況得出培設(shè)I4現(xiàn)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(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的分類歸納分布梢物村布的細(xì)啊at葉律祎旃熟麻帽等她物特由的細(xì)駒器中*件動(dòng)植物郤有的用麻器埴檢體、內(nèi)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(jié)構(gòu)不且展隋構(gòu)的佃魄麝微蜻體.中心體具嶇層膜的細(xì)胞器內(nèi)用網(wǎng).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(xì)

19、脈林葉景體、轍帶的液桐中天色煮)fip俄產(chǎn)生水的狙胞恩域衿體.葉嫁體r援褪體、用亦 按體能產(chǎn)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(jī)物兩細(xì)胞器秩糖體、葉嫌偉、內(nèi)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(qiáng)白的合成、茜普、分 蜜有關(guān)的細(xì)X籍【靖祠)檀1S體.內(nèi)畫阿.而聚基體、線 枚體把胞展傕拒生做屋4神配翌的細(xì)度JS蜥巍粒隅葉獨(dú)缽,接H體伽艇核. 根核卜【特別提醒】并不是所有的植物細(xì)胞都含有葉綠體,同時(shí)植物細(xì)胞長(zhǎng)到一定階段才有大液泡.細(xì)胞核也具有雙層膜，但它不屬于細(xì)胞器。與分泌蛋白有關(guān)的結(jié)構(gòu)還有細(xì)胞膜和細(xì)胞核。分泌蛋白的合成由細(xì)胞核中的基因控制，分泌蛋白通過細(xì) 胞膜的外排作用分泌到細(xì)胞外。四、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核與代謝的關(guān)系.細(xì)胞膜與生物代謝控制物質(zhì)出入細(xì)胞，為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)，并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞。.細(xì)胞質(zhì)與生物代謝(1)活細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)不斷流動(dòng)，有利于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞器的移動(dòng)，從而為細(xì)胞