引用专题一:生命的物质与结构基础

引用 专题一:生命的物质与结构基础

2010-06-30 10:41:35 阅读9 评论0 字号:

 

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1、考点解读

一、考点盘点

二、考点解读

从09年高考题来看,本专题xx的形式主要为选择题为主,具不同程度的综合性,但总体难度不大。因此复习时要注意形成完整的网络结构,将相关知识串联在一起。

本专题生物的物质基础部分,单独出现的可能性较少。其中特别需要关注蛋白质、核酸等生物的大分子的考查,不但要立足本节,而且要和“基因的表达”相联系,明确核酸与蛋白质分子的关系。在复习的过程中是注意采用比较的方法,将组成细胞的糖类、脂质、蛋白质和核酸,列表从组成元素、种类、结构(或组成)功能等方面进行比较、记忆。另外,本专题中有细胞内重要化合物的鉴定实验,也是命题的重点,因而复习时在要掌握教材实验的原理与方法的同时也要结合社会热点(三鹿奶粉事件、安徽“大头娃娃”事件)。

本专题的细胞部分,是生物学的基础和重点,在整个生物学中占有重要地位。细胞是生物体结构和功能的基本单位,是生物体进行各项生命活动的根本保证。因此,本专题内容-细胞学知识不仅是全书中的重要基础内容,也是各类考试的命题焦点,在最近几年的生物高考xx中考题较多。对于组成细胞的各个细胞器及功能的复习,可以采用边绘图,边回想各细胞器功能的方法进行,这样做能更好地掌握各个细胞器的功能。

2、知识网络

①原核细胞、真核细胞及非细胞结构比较

 

②生物膜的结构、功能及联系

 

③线粒体、叶绿体的结构、功能比较及其他细胞器的功能

 

3、本单元分课时复习方案

 

 

{dy}节:组成生物体的化学元素

常见的有20多种

⑴     大量元素:含量占生物体总量万分之一以上

O(氧)  C(碳)H(氢)N(氮)S(硫)P(磷 Ca(钙) Mg(镁)K(钾):洋人探亲,丹留人盖美家

⑵微量元素:生物生活所必需,但需要量却很少

①Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu(铁猛碰新木桶);②Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn(新铁臂阿童木,猛)

⑶相关小结:

①半微量元素:Fe;   ②最基本的元素:C;   ③基本元素:C、H、O、N;

④主要元素: C、H、O、N、P、S(97%);    ⑤组成蛋白质的元素:C、H、O、N;

⑥组成核酸的元素:C、H、O、N、P

⑷组成生物体的化学元素的重要作用

①组成生物体   ②组成化合物     ③影响生命活动(缺B:花而不实)

⑸生物界和非生物界的统一性和差异性

①统一性:组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有以一种是生物界所特有的

②差异性:组成生物体的化学元素,在生物体内和无机自然界中的含量相差很大

第二节:组成生物体的化合物

细胞内的生命物质能够分化为细胞膜、细胞核、细胞质但不能分化为植物细胞的细胞壁。

一、水:细胞中含量最多的化合物(细胞中含量最多的无机物)

⑴分类:①自由水:以游离的形式存在,能自由流动

功  能:细胞内良好的溶剂,参与生物化学反应,运输营养物质和代谢废物

        ②结合水:与细胞内其他物质相结合(是细胞结构的重要组成成分)

⑵自由水含量越高,新陈代谢越旺盛

二、无机盐

⑴存在状态:离子(主)

⑵作用: ①维持细胞的形态和功能:Mg2+(叶绿素)、Fe2+(血红蛋白)、CaCO3(骨骼,牙齿)

②维持生物体的生命活动:血液内钙离子浓度过低导致抽搐

③维持细胞内的平衡

三、糖类

⑴组成元素:C、H、O

⑵功能:细胞内的主要能源物质

⑶分类:

①单糖:a.五碳糖   核糖   核糖核酸(RNA)的组成成分,主要存在于细胞质中

                  脱氧核糖核酸(DNA)的组成成分,主要存在于细胞核中, 线粒体叶绿体有少量分布

        b.六碳糖  葡萄糖:C6H12O6 绿色植物光合作用的产物,细胞内重要的能源物质

                  果糖:自然界最甜的糖

②二糖:a. 蔗糖  甘蔗,甜菜 (植物细胞中的二糖)

        b. 麦芽糖  发芽的麦粒 (植物细胞中的二糖)

        c. 乳糖    乳汁(动物细胞中的二糖)

③多糖:自然界中含量最多的糖类

         a. 淀粉:植物细胞中最重要的储能物质

b. 纤维素:植物细胞壁的基本组成成分

c. 糖元:动物细胞中的多糖

能源物质小结:

①主要的能源物质:糖类;②重要的能源物质:葡萄糖;③主要的储能物质:脂肪

④直接能源物质:ATP;⑤最终能源:太阳能

四、脂质

⑴组成元素:C、H、O(主)许多含N、P

⑵分类: ①脂肪  a. 组成元素:C、H、O

                 b. 功能:储能、保温、缓压、减摩

②类脂(磷脂)细胞膜及膜结构的基本骨架

③固醇类 a. 胆固醇

         b. 性xx (化学本质是脂质)

         c. 维生素D(影响小肠对Ca和P的吸收,幼年缺乏易患佝偻病)

五、蛋白质(细胞干重中含量最多的物质,细胞中含量最多的有机物)

⑴组成元素:C、H、O、N(主)

⑵基本组成单位:氨基酸(组成生物体蛋白质的氨基酸共有20种)

⑶氨基酸的结构通式:

⑷通式的特点:①至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)

         ②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上

⑸蛋白质的分子结构:

⑹相关概念:脱水缩合、肽链、肽键、二肽、多肽

⑺失去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链条数

⑻蛋白质分子结构的多样性:

①组成蛋白质的氨基酸种类不同;    ②组成蛋白质的氨基酸数目不同

③组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同;④蛋白质的空间结构不同

⑼蛋白质的功能:

①组成功能:肌肉;②催化功能:酶;③运输功能:血红蛋白;④调节功能:生长xx;⑤免疫功能:抗体

六、核酸

⑴元素组成:C、H、O、N、P

⑵基本组成单位:核苷酸(一分子含氮碱基、一分子五碳糖、一分子磷酸)

⑶分类:①脱氧核糖核酸  DNA  细胞核(线粒体、叶绿体);染色体(DNA+蛋白质)≒染色体

②核糖核酸      RNA   细胞质

⑷功能:遗传信息的载体,一切生物的遗传物质

相关小结:

①细胞中含量最多的化合物:水;    ②细胞中含量最多的无机物:水

③细胞中含量最多的有机物:蛋白质;④细胞干重中含量最多的化合物:蛋白质

第二章:生命活动的基本单位——细胞

{dy}节:细胞的结构和功能

原核细胞——原核生物(蓝藻、xx、放线菌、支原体、衣原体:蓝色细线织毛衣)

真核细胞——真核生物(绝大多数生物,典型类群:衣藻、团藻、酵母菌、霉菌:一团酵母发霉了)

一、原核细胞的基本结构

⒈主要特点:无由核膜包被的细胞核,仅含一个拟核;  ⒉细胞大小:较小(最小:支原体)

⒊细胞壁:由肽聚糖和蛋白质组成(植物细胞壁由纤维素和果胶组成);

⒋细胞膜:与真核细胞相似

⒌细胞质:无其它复杂的细胞器,仅含分散的核糖体;⒍拟核:含丝状DNA分子,无蛋白质,无染色体

二、真核细胞的基本结构

㈠细胞膜的结构和功能:

⒈结构:①基本支架:磷脂双分子层;

②蛋白质分子镶嵌,贯穿在磷脂双分子层上

③膜表面蛋白质和糖类结合形成糖蛋白(糖被)主要取细胞识别的作用;

④结构特点:具有一定的流动性

⒉功能:保护细胞和物质交换

㈡物质进出细胞的方式:

⒈自由扩散: 高浓度——低浓度、不需载体、不需能量

             例如:O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、尿素

⒉主动运输: 低浓度——高浓度、需载体、需能量

             例如:葡萄糖、氨基酸、 无机盐、核苷酸等

⒊功能特点:选择透过性

⒋内吞作用和外排作用:大分子物质和颗粒性物质进出细胞的方式,其基础是细胞膜具有一定的流动性

⒌植物细胞在细胞膜的外围有细胞壁(成分为纤维素和果胶)对细胞起支持和保护作用

注:①xx细胞壁成分:肽聚糖和蛋白质; ②植物细胞细胞壁成分:纤维素和果胶

三、细胞质的结构和功能

⒈细胞质基质:含有水、无机盐离子、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、酶等,是活细胞新陈代谢的主要场所

⒉细胞器:

⑴线粒体:

①分布:动植物细胞中,代谢越旺盛,线粒体越多;②形状:椭球形

③功能:活细胞进行有氧呼吸的主要场所(细胞内供应能量的“动力工厂”)

④结构:双层膜(内膜,外膜),内膜向内折叠形成瘠,含少量DNA,基粒,基质含和有氧呼吸有关的酶

⑵叶绿体:

①分布:绿色植物叶肉细胞;  ②形状:扁平的椭球形或球形

③功能:光合作用的场所(细胞内“养料制造工厂”和“能量转换站”)

④结构:双层膜(内膜,外膜),基粒(含有进行光合作用的色素和酶),基质(含有酶,少量的DNA)

⑶内质网:

①分布在动植物细胞中; ②单层膜结构的细胞器

③功能:和蛋白质,脂质,糖类的合成有关,细胞内物质运输的通道,有机物合成的车间

⑷核糖体:

①分布在动植物细胞中; ②合成蛋白质的场所,蛋白自的装配机器; ③不具备膜结构的细器

⑸高尔基体:

①分布在动植物细胞中;      ②与细胞分泌物的形成有关,细胞内蛋白质的加工工厂

③高尔基体还和植物细胞细胞壁的形成有关;  ④单层膜结构的细胞器

⑹中心体:

①动物细胞和低等植物细胞中有分布;   ②位于细胞核附近,由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成

③动物细胞中心体与有丝分裂有关;     ④不具备膜结构的细胞器

⑺液泡:

①分布在成熟的植物细胞中; ②表面有液泡膜,内含细胞液; ③单层膜结构的细胞器

四、细胞核的结构和功能

⒈结构:

①核膜:(内外两层,上有核孔是大分子物质进出细胞核的通道); ②核仁:(细胞核中折光率较强的部分)

③染色质:(DNA+蛋白质)和染色体是同一种物质在不同的细胞时期的不同的存在形式,能够被碱性染料

(龙胆紫或醋酸洋红)染成深色

⒉功能:遗传物质储存和复制的主要场所,细胞遗传特性和代谢活动的控制中心

 

 

 

 

1.生物界和非生物界的统一性和差异性

整个自然界都是由化学元素组成的,组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到,没有一种是生物体特有的;生命起源于非生命物质;组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环运动,这些都说明生物界与非生物界具有统一性的一面。

生物和非生物存在着本质的区别,组成生物体的化学元素,在生物体内和无机自然界中的质量分数,两者相差很大。自然界中最丰富的元素是氧、硅、铝、铁4种,而生物体中含量最多的4种元素却是碳、氢、氧、氮。无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象,但在生物有机体内,元素组成化合物,化合物有序地结合在一起,就能表现出生命现象,因此,生物界和非生物界又存在着差异性的一面。

2.生命的物质基础

组成生物体的化学元素没有一种是在自然界中找不到的(这说明生物与非生物具有统一性的一面),但是各种化学元素的质量分数与自然界不同,由这些化学元素组成的化合物(如糖类、脂肪、蛋白质、核酸、水、无机盐等)本身不具有生命现象,但是当这些化合物按照一定的方式有序地组合在一起(构成生物体)时,就有可能表现出生命现象。构成细胞的元素和化合物是生命的物质基础。

3.生命活动的能源物质、主要能源物质、直接能源物质、高能化合物、储存能量的物质和最终能源

在生物体内,糖类、脂肪、蛋白质等有机物都能氧化分解释放能量,充当能源物质,在正常情况下主要分解糖类提供能量,因此,糖类是主要能源物质。在糖类供能不能满足需要时,可以氧化分解脂肪,进一步氧化蛋白质供能,一旦分解蛋白质供能,也就破坏了细胞的基本结构,{zh1}导致生命结束。ATP是生物体生命活动的直接能源,是一种高能化合物,磷酸肌酸是动物体内的另一种高能化合物,当体内的ATP含量由于消耗而过分减少时,可以将储存的能量转移到ATP中供能;脂肪是生物体内储存能量的物质。而这些物质中的能量,都直接或间接地来自于绿色植物通过光合作用固定的太阳光能,所以,地球上生物体生命活动的最终能源是太阳光能。

4.氨基酸、多肽、肽键与蛋白质

当两个氨基酸缩合形成二肽时,失去1分子水,因此n个氨基酸分子缩合成一条多肽链时,失去n-1分子水,形成n-1个肽键;同理n个氨基酸分子缩合成m条肽链时失去n-m个水分子,形成n-m个肽键。即失水数=肽键数=氨基酸总数-肽链数。

氨基酸缩合成多肽时,相邻的氨基酸的氨基和羧基缩合形成肽键,因此形成的一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别在肽链的两端。

组成蛋白质的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序不同和空间结构不同,导致了蛋白质分子具有多样性,但对于某种蛋白质则具有特定的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构,这是蛋白质分子的特异性。

理解细胞膜成分、结构、功能及运动性、流动性、选择透过性之间的关系

成分组成结构,结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的,因而决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性,结构的流动性保证了载体蛋白能从细胞膜的一侧转运相应的物质到另一侧,由于细胞膜上载体的种类和数量不同,所以,当物质交换功能完成之后能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同,即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见,流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换关系,流动性总是存在的,而选择透过性是细胞膜生理功能的描述,这一特性只有在流动性基础上,在完成物质交换功能时方能体现出来。它们的关系总结如下:

 

 

 

 

1、化学元素能参与生物体物质的组成或能影响生物体的生命活动:

N:是叶绿素的成分,没有N植物就不能合成叶绿素。N是可重复利用元素,参与构成的重要物质有蛋白质、核酸、ATP、NADP+,缺N就会影响到植物生命活动的各个方面,如光合作用、呼吸作用等。N在土壤中都是以各种离子的形式存在的,如NH4+、NO2-、NO3-等。

P:参与构成的物质有核酸、ATP、NADP+等,植物体内缺P,会影响到DNA的复制和RNA的转录,从而影响到植物的生长发育。P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程,因为ATP和ADP中都含有磷酸。

Fe2+:是血红蛋白的成分;Fe在植物体内形成的化合物一般是稳定的、难溶于水的化合

物,故Fe是一种不可以重复利用的矿质元素。

I:是甲状腺xx合成的原料;

Mg:是叶绿素的构成成分;很多酶的xx剂。植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。

B:能促进花粉的萌发和花粉管的伸长,有利于受精作用;缺乏植物会出现花而不实。

Na+:是维持人体细胞外液的重要无机盐,缺乏时导致细胞外液渗透压下降,并出现血压下降,心率加快、四肢发冷甚至昏迷等症状;

K+:在维持细胞内液渗透压上起决定性作用,还能维持心肌舒张,保持心肌正常的兴奋性,

缺乏时心肌自动节律异常,导致心律失常;

Ca:是骨骼的主要成分,人体缺之会患骨软化病,Ca2+对肌细胞兴奋性有重要影响,血钙

过高兴奋性降低导致肌无力,血钙过低兴奋性高导致抽搐,血液中的Ca2+具有促进血液凝固的作用,如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ca2+,血液就不会发生凝固。属于植物中不能再得用元素,一旦缺乏,幼嫩的组织会受到伤害。

2、关于蛋白质形成过程的有关计算

(1)、蛋白质分子量的计算:

肽键数=脱水缩合产生的水分子数

蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和-失去水分子的相对分子质量的总和

(2)、氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系

注:对真核生物而言,上式中的DNA片段相当于基因结构中的外显子     

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

氨基酸数目

mRNA核糖核苷酸数

DNA脱氧核苷酸数

m

3m

6m

                                                                                                                                                           3、 DNA与 RNA的异同

   种    类   DNA(脱氧核糖核酸)    RNA(核糖核酸)

  组   碱       胸腺嘧啶(T)           尿嘧啶(U)

  成   基      腺嘌呤(A)  鸟嘌呤(G)  胞嘧啶(C)

  成  磷酸                    磷       酸     

  分 五碳糖      脱氧核糖                 核糖

   组成单位   脱氧核糖核苷酸(4种)   核糖核苷酸(4种)    

   结    构    规则的双螺旋结构       常呈单链结构

   分    布 主要在细胞核内的染色体上主要在细胞质内的核糖体等处

   功    能   编码、复制遗传信息,    将遗传信息从DNA传递

控制蛋白质的合成            给蛋白质

 

4、几种主要细胞器的结构与功能的比较

(1)具有双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体。

具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基本、液泡、溶酶体。

没有膜结构的细胞器:核糖体、中心体。

(2)动物细胞具有的细胞器:线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体。

高等植物特有的细胞器:叶绿体、液泡。

高等植物没有的细胞器:中心体。

(3)与能量转换有关的细胞器:叶绿体、线粒体。

见下表:

结构特点

线粒体

叶绿体

高尔基体

内质网

液泡

核糖体

中心体

双层膜,有少量的DNA

单层膜,形成囊泡和管状结构,内有腔

不具膜结构(主要是由蛋白质构成的)

主要功能

有氧呼吸产生ATP的主要场所

光合作用的场所

与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关

粗面内质网是核糖体的支架;光面内质网与糖类和脂质的合成及xx作用有关

储存物质,进行渗透作用,维持植物细胞紧张度

把氨基酸合成蛋白质的场所

与细胞有丝分裂有关——形成的纺锤体牵引染色体,向细胞两极运动

都与能量转换有关

完成功能的主要结构或成分

在内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶

基粒中进行光反应。基质中进行暗反应

扁平囊和小囊泡

由膜构成的管道系统

液泡及其内的细胞液

蛋白质、RNA和酶

两个相互垂直的中心粒

分布

所有的动植物细胞

绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎的表层细胞

大多数动植物细胞中,一般位于核附近

大多数植物细胞中,广泛分布于细胞质基质中

所有的植物细胞中,高等动物细胞液泡不明显

所有的动植物细胞中

动物细胞和低等植物细胞中,常在核附近

 

 

 

 

 

 

 

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