第一单元生命的物质基础

1、第一单元第一单元 生命的物质基础生命的物质基础分分子子与与细细胞胞细胞的分子组成细胞的分子组成（物质基础）（物质基础）细胞的增细胞的增殖与分化殖与分化元素元素化合物化合物细胞壁细胞壁细胞核细胞核细胞膜细胞膜酶、酶、ATP细胞衰老、凋亡和癌变细胞衰老、凋亡和癌变细胞分化细胞分化一、基础知识一、基础知识1组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素(1)最基本的化学元素是最基本的化学元素是C。(2)基本元素是基本元素是C、H、O、N。(3)主要元素是主要元素是C、H、O、N、P、S。(4)占细胞鲜重最多的元素是占细胞鲜重最多的元素是O。(5)占人体细胞干重最多的元素是占人体细胞干重最多的元素是C。2元

2、素种类和含量在生物界和非生物界中的关系元素种类和含量在生物界和非生物界中的关系(1)生物界内部：不同种类的生物之间在元素生物界内部：不同种类的生物之间在元素种类上种类上大体大体 相同相同，但在元素的，但在元素的含量上含量上相差很大相差很大。(2)生物界和非生物界之间：组成生物体的化学元素在生物界和非生物界之间：组成生物体的化学元素在无机自然界中都可找到，说明无机自然界中都可找到，说明生物界和非生物界具有生物界和非生物界具有统一统一性性；同种元素在生物体和自然界中含量相差很大，说明；同种元素在生物体和自然界中含量相差很大，说明生生物界和非生物界具有物界和非生物界具有差异性差异性。3水的含量及功能

3、水的含量及功能(1)水的含量：水是细胞中水的含量：水是细胞中含量最多含量最多的化合物，但在的化合物，但在不同不同种类的生物体种类的生物体中，水的含量中，水的含量差别较大差别较大；在同一生物的；在同一生物的不同不同组组织织、器官器官中，水的含量也不相同中，水的含量也不相同。(2)水的功能：结合水是水的功能：结合水是细胞结构细胞结构的重要组成成分，自由的重要组成成分，自由水是水是细胞内的细胞内的良好溶剂良好溶剂、参与化学反应参与化学反应、运输运输营养物质和代营养物质和代谢废物谢废物等、等、缓和温度变化缓和温度变化。4常见糖类的功能特性常见糖类的功能特性(1)参与生物参与生物遗传物质遗传物质组成的糖

4、是组成的糖是脱氧核糖脱氧核糖、核糖核糖。(2)能与新配制的斐林试剂共热生成能与新配制的斐林试剂共热生成砖红色沉淀砖红色沉淀的糖是的糖是葡葡萄糖萄糖、果糖、果糖、麦芽糖麦芽糖等。等。(3)组成高等植物细胞分裂末期组成高等植物细胞分裂末期细胞板细胞板的糖是的糖是纤维素纤维素，存，存在在于植物细胞、动物细胞中的于植物细胞、动物细胞中的储能储能糖类是淀粉和糖类是淀粉和糖糖元元。5脂质的种类和功能脂质的种类和功能(1)脂肪是生物体的脂肪是生物体的储能物质储能物质。(2)合成脂蛋白的重要原料是合成脂蛋白的重要原料是磷脂磷脂，也是构成生，也是构成生物膜的重要成分。物膜的重要成分。(3)皮肤生发层细胞中经紫外

5、线照射，由一种物皮肤生发层细胞中经紫外线照射，由一种物质转化成另一种物质，并能够预防儿童佝偻病发质转化成另一种物质，并能够预防儿童佝偻病发生，此两种物质是生，此两种物质是胆固醇胆固醇、维生素维生素D。(4)促进促进动物生殖器官的发育和生殖细胞的生动物生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发并维持第二性征的是成，激发并维持第二性征的是性激素性激素。6蛋白质的合成蛋白质的合成 两分子两分子氨基酸氨基酸相互结合形成一分子二肽，失去相互结合形成一分子二肽，失去一分子水，这种结合方式叫做一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合脱水缩合，其场所是，其场所是核糖体核糖体，该过程在遗传学上称为，该过程在遗传学上称为翻译

6、翻译，直接，直接模板模板是是mRNA，搬运搬运氨基酸的工具是氨基酸的工具是tRNA。7核酸的种类和组成核酸的种类和组成 核酸的基本单位是核酸的基本单位是核苷酸核苷酸，DNA和和RNA在组成在组成上的不同点是上的不同点是五碳糖五碳糖和和含氮碱基含氮碱基。真核细胞中。真核细胞中DNA主要是和主要是和蛋白质蛋白质结合构成染色体，其次存在于结合构成染色体，其次存在于线粒线粒体体和和叶绿体叶绿体中。中。二、要点二、要点归纳归纳（一一) )组成组成生物体的元素与自然界中元素的相互关系生物体的元素与自然界中元素的相互关系 1 1自然界中的元素与组成生物体的元素的包含关系自然界中的元素与组成生物体的元素的包含

7、关系 2 2生物界生物界和非生物界在元素种类上的统一性，保障了和非生物界在元素种类上的统一性，保障了生物群落和无机环境间的物质循环。生物群落和无机环境间的物质循环。（二）运用（二）运用“元素元素”的观点分析问题的观点分析问题1 1从化合物的元素组成分析其从化合物的元素组成分析其代谢产物代谢产物糖类、脂质、蛋白质的组成元素中都含有糖类、脂质、蛋白质的组成元素中都含有C C、H H、O O三种三种元素，可推知其代谢产物中都有元素，可推知其代谢产物中都有COCO2 2和和H H2 2O O；蛋白质中还含有；蛋白质中还含有N N元素，故其代谢产物中还有尿素。元素，故其代谢产物中还有尿素。2 2从元素含

8、量上分析物质氧化分解时从元素含量上分析物质氧化分解时释放能量释放能量的多少的多少脂肪中氧的含量少于糖类，而氢的含量多于糖类，因脂肪中氧的含量少于糖类，而氢的含量多于糖类，因此，等质量的脂肪和糖类彻底氧化分解时，脂肪消耗的氧气此，等质量的脂肪和糖类彻底氧化分解时，脂肪消耗的氧气较多，释放的能量也更多。较多，释放的能量也更多。3 3同位素标记法同位素标记法在实验中的应用在实验中的应用利用同位素标记法，可以证明利用同位素标记法，可以证明光合作用释放的氧光合作用释放的氧全部来全部来自于自于水；水；在在噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌实验中，证明实验中，证明DNADNA是遗传物质；是遗传物质；证明证明DNA

9、DNA的的半保留复制半保留复制方式；验证方式；验证分泌蛋白分泌蛋白的合成、运输和的合成、运输和分泌途径。分泌途径。（三）生物（三）生物体内水和生物代谢的关系体内水和生物代谢的关系1 1生物体内水的存在形式、功能及两者关系生物体内水的存在形式、功能及两者关系存在形式存在形式功能功能两者关系两者关系结合水结合水(占占5%左右左右)与细胞中某些大分与细胞中某些大分子物质结合构成细子物质结合构成细胞结构胞结构自由水自由水 结合水结合水自由水自由水/结合水决定细胞结合水决定细胞或生物体的代谢程度，自或生物体的代谢程度，自由水由水/结合水的值大，表明结合水的值大，表明代谢强代谢强自由水自由水/结合水影响生

10、物结合水影响生物体的抗逆性，自由水体的抗逆性，自由水/结合结合水水的值越大，抗性越弱；的值越大，抗性越弱；值越小，则抗性越强值越小，则抗性越强自由水自由水(占占95%左右左右)参与反应参与反应(如光合如光合作用、呼吸作用等作用、呼吸作用等)作为良好溶剂作为良好溶剂运输营养物质和运输营养物质和代谢废物代谢废物转化转化2生物含水量的特点生物含水量的特点(1)不同种类的生物含水量不同，这与其生活环境有关。不同种类的生物含水量不同，这与其生活环境有关。(2)同一种生物的不同组织、器官含水量不同，这与其代同一种生物的不同组织、器官含水量不同，这与其代谢强度有关。谢强度有关。(3)生物体在不同的生长发育期

11、，含水量也不同。幼儿含生物体在不同的生长发育期，含水量也不同。幼儿含水量多于成年人；在衰老的细胞中水分减少，细胞萎缩；植水量多于成年人；在衰老的细胞中水分减少，细胞萎缩；植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。物幼嫩部分比老熟部分含水量多。3细胞中产生水和利用水的结构及生理过程细胞中产生水和利用水的结构及生理过程(1)细胞中产生水的结构及生理过程细胞中产生水的结构及生理过程线粒体中：线粒体中：有氧呼吸有氧呼吸第三阶段第三阶段O2H H2O核糖体中：氨基酸核糖体中：氨基酸脱水缩合脱水缩合氨基酸氨基酸 水多肽水多肽叶绿体基粒叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中、线粒体、细胞质基质中 ADPPi ATPH2O(

12、2)细胞中利用水的生理过程细胞中利用水的生理过程光合作用的光反应：光合作用的光反应：H2O O2H 有氧呼吸第二阶段：有氧呼吸第二阶段：C3H4O3H2O CO2HATPATP水解：水解：ATPH2O ADPPi能量能量糖元分解：糖元水糖元分解：糖元水 葡萄糖葡萄糖大分子有机物的消化大分子有机物的消化(水解水解)一个一个细胞失去一定量的自由水，只影响其代谢速率，而细胞失去一定量的自由水，只影响其代谢速率，而不会损伤细胞。但若失去的是结合水，则会损伤细胞。如种不会损伤细胞。但若失去的是结合水，则会损伤细胞。如种子贮存前，通过晾晒降低其自由水含量，利于贮存，如烘干子贮存前，通过晾晒降低其自由水含量

13、，利于贮存，如烘干种子使结合水流失，则种子的胚就会死亡。种子使结合水流失，则种子的胚就会死亡。（四）糖类（四）糖类和脂质的比较和脂质的比较糖类糖类脂质脂质区区别别元素组成元素组成C、H、OC、H、O(N、P)种类种类单糖、二糖、多糖单糖、二糖、多糖脂肪、类脂、固醇脂肪、类脂、固醇合成部位合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉肝脏和肌肉主要是内质网主要是内质网生理作用生理作用主要的能源物质主要的能源物质构成细胞结构：如糖被、构成细胞结构：如糖被、细胞壁细胞壁核酸的组成成分核酸的组成成分生物体的储能物生物体的储能物质质生物膜的重要组生物膜的重要组成成分成成分调节新陈

14、代谢和调节新陈代谢和生殖生殖联系联系糖类糖类 脂肪脂肪（五）蛋白质（五）蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算和核酸的区别、联系及有关计算1 1区别区别蛋白质蛋白质核酸核酸元素组成元素组成主要是主要是C、H、O、NC、H、O、N、P基本单位基本单位氨基酸氨基酸连接方式连接方式肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键形成场所形成场所细胞质内的核糖体上细胞质内的核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体等等功能功能构成生物体和细胞；构成生物体和细胞；催催化作用；化作用；调节作用；调节作用；运运输作用；输作用；免疫作用免疫作用遗传信息的携带者，决遗传信息的携带者，决定生物性状；定生物性状；某些某些RNA具

15、催化作用具催化作用CCOOHRHH2N2 2联系联系(1)(1)核酸控制蛋白质的合成核酸控制蛋白质的合成(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(3)两者均存在物种特异性，因此可从分子水平上为生物进两者均存在物种特异性，因此可从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。3有关计算有关计算(1)蛋白质中的肽键数缩合中产生的水分子数蛋白质中的肽键数缩合中产生的水分子数 氨基酸分子数肽链数氨基酸分子数肽链数(2)M蛋白质蛋白质M氨基酸氨基酸M水水 氨基酸个数氨基酸个数氨基酸氨基酸水分子数水分子数18(3)有关

16、蛋白质中游离的氨基有关蛋白质中游离的氨基(NH2)或羧基或羧基(COOH)的的计算计算在一个蛋白质分子中，游离的在一个蛋白质分子中，游离的NH2或或COOH可能存可能存在的部位是肽链的两端在的部位是肽链的两端(一端是一端是NH2，另一端是，另一端是COOH)和和R基。基。至少含有游离的至少含有游离的NH2或或COOH数肽链数。数肽链数。游离的游离的NH2或或COOH数目肽链条数数目肽链条数R基中含基中含有的有的NH2或或COOH数。数。(4)氨基酸数目与相应核酸的碱基氨基酸数目与相应核酸的碱基(核苷酸核苷酸)数目的对应关系数目的对应关系（六（六）几种几种有机物的鉴定有机物的鉴定鉴定物质鉴定物质实验试剂实