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

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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 　　一、生命的物質(zhì)基礎(chǔ) 　　1．組成生物體的化學(xué)元素 　　2．組成生物體的化合物 　　二、細(xì)胞——生命活動的基本單位 　　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)。 知識網(wǎng)絡(luò)（如圖） 第1講　生命的物質(zhì)基礎(chǔ) 知識細(xì)化回顧 　　1．組成生物體的化學(xué)元素 　　(1)最基本的化學(xué)元素是C。 　　(2)基本元素

2、是C、H、O、N。 　　(3)主要元素是C、H、O、N、P、S。 　　(4)占細(xì)胞鮮重最多的元素是O。 　　(5)占人體細(xì)胞干重最多的元素是C。 　　2．元素種類和含量在生物界和非生物界中的關(guān)系 　　(1)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。 (2)生物界和非生物界之間： ①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； ②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。 3．水的含量及功能 　　(1)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

3、；在同一生物的不同組織、器官中，水的含量也不相同。 　　(2)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)的良好溶劑、參與化學(xué)反應(yīng)、運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物等。 　　4．常見糖類的功能特性 　　(1)參與生物遺傳物質(zhì)組成的糖是脫氧核糖、核糖。 　　(2)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。 　　(3)組成高等植物細(xì)胞分裂末期細(xì)胞板的糖是纖維素，存在于動物細(xì)胞質(zhì)中的重要儲存能量的糖是糖元。 5．脂質(zhì)的種類和功能 　　(1)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。 　　(2)皮膚生發(fā)層細(xì)胞中經(jīng)紫外線照射，由一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化成另一種

4、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。 　　(3)促進(jìn)動物生殖器官的發(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。 　　6．蛋白質(zhì)的合成：兩分子氨基酸相互結(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，其場所是核糖體，該過程在遺傳學(xué)上稱為翻譯，直接模板是mRNA，搬運氨基酸的工具是tRNA。 　　7．核酸的種類和組成：核酸的基本單位是核苷酸，DNA和RNA在組成上的不同點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。 要點歸納 　　一、組成生物體的元素與自然界中元素的相互關(guān)系 　　1．自然界中

5、的元素與組成生物體的元素的包含關(guān)系 　　2．組成生物體的大量元素和微量元素都是必需元素，生物體內(nèi)可能含有一些非必需元素，即生物體內(nèi)含有的元素不一定都是組成生物體的元素。 　　3．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，保障了生物群落和無機(jī)環(huán)境間的物質(zhì)循環(huán)。 二、運用“元素”的觀點分析問題 　　1．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、O三種元素，可推知其代謝產(chǎn)物中都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中還含有N元素，故其代謝產(chǎn)物中

6、還有尿素。 　　2．從元素含量上分析物質(zhì)氧化分解時釋放能量的多少 　　脂肪中氧的含量少于糖類，而氫的含量多于糖類，因此，等質(zhì)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。 　　3．同位素標(biāo)記法在實驗中的應(yīng)用 　　利用同位素標(biāo)記法，可以證明光合作用釋放的氧全部來自于水，此外，還可用于證明根吸收的礦質(zhì)元素是通過導(dǎo)管向上運輸?shù)?；在噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，證明DNA是遺傳物質(zhì)；證明DNA的半保留復(fù)制方式；驗證分泌蛋白的合成、運輸和分泌途徑。 4．從元素的功能分析光合作用與人體健康 【特別提醒】光合作用的反應(yīng)物和產(chǎn)物中都不包含N、P、K、Fe，它們是通過影響酶、A

7、TP和葉綠體的組成或產(chǎn)物的合成及運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) ①自由水 ? 結(jié)合水 ②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，表明代謝強(qiáng) ③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) ①參與反應(yīng)(如光合作用、呼吸作用) ②作為良好溶劑 ③運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物 2．生物含水量的特點 　　(1)不同種類

8、的生物含水量不同，這與其生活環(huán)境有關(guān)。 　　(2)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)。 　　(3)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(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。 　　3．細(xì)胞中產(chǎn)生水和利用水的結(jié)構(gòu)及生理過程 【特別提醒】 　?、贌o論是何種細(xì)胞，其含量最多的化合物都是水。 　?、谝粋€細(xì)胞失去一定量的自由水，只影響其代謝速率，而不會損傷細(xì)胞。但若失去的是結(jié)合水，則會損傷細(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，則種子的胚就會死亡。 四、糖類和脂質(zhì)的

9、比較 【特別提醒】 　　①在動物體內(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。 　?、谥竞吞穷惖慕M成元素都只有C、H、O，前者的分子組成中H∶O＞2∶1，而糖類中H∶O＝2∶1，所以在有氧呼吸中，等質(zhì)量的脂肪消耗的O2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)計算 　　1．區(qū)別 2．聯(lián)系 　　(1)核酸控制蛋白質(zhì)的合成 (2)DNA多樣性、蛋白質(zhì)多樣性和生物多樣性的關(guān)系 　　(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)。 　3．有關(guān)計算 　　(1)蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)＝縮合中產(chǎn)生的水分子

10、數(shù)＝氨基酸分子數(shù)－肽鏈數(shù) 　　(2)M蛋白質(zhì)＝M氨基酸－M水＝氨基酸個數(shù)×氨基酸－水分子數(shù)×18 　　(3)有關(guān)蛋白質(zhì)中游離的氨基(—NH2)或羧基(—COOH)的計算 　　在一個蛋白質(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。 　?、僦辽俸杏坞x的—NH2或—COOH數(shù)＝肽鏈數(shù)。 　?、谟坞x的—NH2或—COOH數(shù)目＝肽鏈條數(shù)＋R基中含有的—NH2或—COOH數(shù)。 (4)氨基酸數(shù)目與相應(yīng)核酸的堿基(核苷酸)數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系 　　【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R

11、NA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 第2講　生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 知識細(xì)化回顧 　　1．細(xì)胞是進(jìn)行生命活動的基礎(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)行一切生命活動的基礎(chǔ)是細(xì)胞具有非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的自控功能。 　　2．細(xì)胞膜的組成及功能 　　(1)研究細(xì)胞膜的化學(xué)組成，大都用動物細(xì)胞的紅細(xì)胞等作為研究材料。 　　(2)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。 　　(3)糖蛋白除具有識別作用外，消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白還具有保護(hù)和潤滑作用。 　　(4)細(xì)胞

12、膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，功能特性是具有選擇透過性。 3．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 　　(1)動植物細(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。 　　(2)動物及低等植物特有的細(xì)胞器是中心體。 　　(3)含有核酸的細(xì)胞器是線粒體、葉綠體、核糖體。 　　(4)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。 　　(5)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

13、。 5．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。 　　6．原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 　　(1)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。 　　(2)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。 　　(3)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。 要點歸納 　　一、生物膜結(jié)構(gòu)及功能上的聯(lián)系 　　1．生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系 　　(1)各種生物膜在結(jié)構(gòu)上大致相同，都由磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架，蛋白質(zhì)分布其中。 　　(2)結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系（

14、如下左圖） 2．功能上的聯(lián)系(以分泌蛋白的合成、加工、運輸為例) 　　3．細(xì)胞膜功能的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 　　(1)物質(zhì)運輸：磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的流動性；載體蛋白的種類和數(shù)量。 　　(2)識別功能：糖蛋白。 　　(3)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。 　　【特別提醒】 　?、偕锬は到y(tǒng)為真核生物特有。 　?、谏锬ぶ干矬w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)和功能上相互聯(lián)系的結(jié)構(gòu)體系。 二、驗證細(xì)胞膜的生理特性 　　1．細(xì)胞膜的流動性 　　(1)原因：構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是流動的。 　　(2)

15、驗證實驗：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)胞膜上的分布情況即可證明。 　　2．細(xì)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考： 三、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的分類歸納 　　【特別提醒】 　　①并不是所有的植物細(xì)胞都含有葉綠體，同時植物細(xì)胞長到一定階段才有大液泡。 　?、诩?xì)胞核也具有雙層膜，但它不屬于細(xì)胞器。 　?、叟c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

16、關(guān)系 　　1．細(xì)胞膜與生物代謝 　　(1)控制物質(zhì)出入細(xì)胞，為細(xì)胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。 　　(2)提供細(xì)胞識別位點，并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞。 2．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，有利于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸和細(xì)胞器的移動，從而為細(xì)胞代謝提供所需物質(zhì)和有關(guān)條件。 　　(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場所，為新陳代謝提供所需的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件。 　　(3)各種細(xì)胞器都有其獨特的結(jié)構(gòu)和功能，在代謝活動中既各司其職，又相互協(xié)調(diào)，共同完成復(fù)雜的生命活動。 3．細(xì)胞核與生物代謝 　　(1)細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)貯存和復(fù)制的主要場所，是細(xì)胞遺傳特性和

17、代謝活動的控制中心。 　　(2)細(xì)胞核控制細(xì)胞質(zhì)的代謝活動，細(xì)胞質(zhì)為細(xì)胞核提供營養(yǎng)和能量，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)是相互依存的統(tǒng)一整體。 　　【特別提醒】 　?、僭思?xì)胞的細(xì)胞膜上有多種酶的結(jié)合位點，如呼吸酶、藍(lán)藻的光合酶等，使酶促反應(yīng)高效有序地進(jìn)行。 　?、诩?xì)胞的生命活動正常進(jìn)行的前提條件是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。 五、細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 　　細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，在不同種類的細(xì)胞以及同一細(xì)胞在不同生長時期，細(xì)胞結(jié)構(gòu)及細(xì)胞器的種類和數(shù)量有所差異。 　　1．代謝旺盛的細(xì)胞 　　(1)自由水含量高，細(xì)胞質(zhì)流動快。 　　(2)線粒體、核糖體等細(xì)胞器含量多。 　　(3)核仁較大、核孔數(shù)量多。

18、 　　2．具分泌功能的細(xì)胞中高爾基體比較多，且細(xì)胞形成較多突起，以增大膜面積。 3．衰老的細(xì)胞 　　(1)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)水分減少，線粒體數(shù)量減少，代謝速率減慢；色素堆積，阻礙了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和信息傳遞。 　　(2)核體積增大，染色質(zhì)固縮，阻礙遺傳信息的傳遞和表達(dá)。 　　(3)細(xì)胞膜流動性減弱，通透性下降，使物質(zhì)運輸能力降低。 　　4．癌細(xì)胞 　　(1)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，如成纖維細(xì)胞由扁平梭形轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐巍? 　　(2)細(xì)胞膜上糖蛋白含量減少，使得細(xì)胞間黏著性減小，導(dǎo)致癌細(xì)胞易于擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。 　　5．在細(xì)胞分裂過程中，核膜解體、核仁消失以及染色質(zhì)形成染色體等結(jié)構(gòu)變化，都是與遺傳物質(zhì)的平均分配相適應(yīng)的。 8