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、細胞——生命活動的基本單位 　　細胞的結(jié)構(gòu)和功能：細胞膜的分子結(jié)構(gòu)和主要功能；細胞質(zhì)基質(zhì)；細胞器的結(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)；細胞核的結(jié)構(gòu)和功能；細胞的生物膜系統(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)占細胞鮮重最多的元素是O。 　　(5)占人體細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)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，自由水是細胞內(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)組成高等植物細胞分裂末期細胞板的糖是纖維素，存在于動物細胞質(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。 　　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．同位素標記法在實驗中的應(yīng)用 　　利用同位素標記法，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) 與細胞中某些大分子物質(zhì)結(jié)合構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu) ①自由水 ? 結(jié)合水 ②自由水/結(jié)合水決定細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 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 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。 　　3．細胞中產(chǎn)生水和利用水的結(jié)構(gòu)及生理過程 【特別提醒】 　　①無論是何種細胞，其含量最多的化合物都是水。 　?、谝粋€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。但若失去的是結(jié)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(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。 　　②脂肪和糖類的組成元素都只有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、幾種有機物的鑒定 第2講　生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 知識細化回顧 　　1．細胞是進行生命活動的基礎(chǔ) 　　細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細胞進行一切生命活動的基礎(chǔ)是細胞具有非常精細的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的自控功能。 　　2．細胞膜的組成及功能 　　(1)研究細胞膜的化學(xué)組成，大都用動物細胞的紅細胞等作為研究材料。 　　(2)細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胞表面的糖蛋白還具有保護和潤滑作用。 　　(4)細胞

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 　　(1)動植物細胞中共有的細胞器有線粒體、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胞器是中心體。 　　(3)含有核酸的細胞器是線粒體、葉綠體、核糖體。 　　(4)與細胞分裂直接相關(guān)的細胞器是核糖體、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．原核細胞與真核細胞的比較 　　(1)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。 　　(2)原核細胞細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，而支原體無細胞壁。 　　(3)細胞生物所共有的細胞器是核糖體，細菌的遺傳物質(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)合的靶細胞細胞膜表面的受體；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、驗證細胞膜的生理特性 　　1．細胞膜的流動性 　　(1)原因：構(gòu)成細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)或放射性同位素標記構(gòu)成細胞膜的蛋白質(zhì)分子，將已標記的細胞與未標記細胞誘導(dǎo)融合，追蹤觀察標記的蛋白質(zhì)分子在融合細胞膜上的分布情況即可證明。 　　2．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考： 三、細胞內(nèi)細胞器的分類歸納 　　【特別提醒】 　?、俨⒉皇撬械闹参锛毎己腥~綠體，同時植物細胞長到一定階段才有大液泡。 　?、诩毎艘簿哂须p層膜，但它不屬于細胞器。 　?、叟c分泌蛋白有關(guān)的結(jié)構(gòu)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(zhì)、細胞核與代謝的

16、關(guān)系 　　1．細胞膜與生物代謝 　　(1)控制物質(zhì)出入細胞，為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。 　　(2)提供細胞識別位點，并完成細胞內(nèi)外信息跨膜傳遞。 2．細胞質(zhì)與生物代謝 　　(1)活細胞中的細胞質(zhì)不斷流動，有利于細胞內(nèi)物質(zhì)運輸和細胞器的移動，從而為細胞代謝提供所需物質(zhì)和有關(guān)條件。 　　(2)細胞質(zhì)基質(zhì)是活細胞進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．細胞核與生物代謝 　　(1)細胞核是遺傳物質(zhì)貯存和復(fù)制的主要場所，是細胞遺傳特性和

17、代謝活動的控制中心。 　　(2)細胞核控制細胞質(zhì)的代謝活動，細胞質(zhì)為細胞核提供營養(yǎng)和能量，細胞核和細胞質(zhì)是相互依存的統(tǒng)一整體。 　　【特別提醒】 　?、僭思毎募毎ど嫌卸喾N酶的結(jié)合位點，如呼吸酶、藍藻的光合酶等，使酶促反應(yīng)高效有序地進行。 　?、诩毎纳顒诱＿M行的前提條件是細胞結(jié)構(gòu)的完整性。 五、細胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 　　細胞的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，在不同種類的細胞以及同一細胞在不同生長時期，細胞結(jié)構(gòu)及細胞器的種類和數(shù)量有所差異。 　　1．代謝旺盛的細胞 　　(1)自由水含量高，細胞質(zhì)流動快。 　　(2)線粒體、核糖體等細胞器含量多。 　　(3)核仁較大、核孔數(shù)量多。

18、 　　2．具分泌功能的細胞中高爾基體比較多，且細胞形成較多突起，以增大膜面積。 3．衰老的細胞 　　(1)細胞質(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。 　　(3)細胞膜流動性減弱，通透性下降，使物質(zhì)運輸能力降低。 　　4．癌細胞 　　(1)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，如成纖維細胞由扁平梭形轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐巍? 　　(2)細胞膜上糖蛋白含量減少，使得細胞間黏著性減小，導(dǎo)致癌細胞易于擴散和轉(zhuǎn)移。 　　5．在細胞分裂過程中，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