第一单元 生命的物质基础

第一单元生命的物质基础分子与细胞细胞的分子组成（物质基础）细胞的结构（结构基础）细胞代谢细胞的增殖与分化元素化合物细胞壁细胞核细胞膜细胞质细胞呼吸光合作用酶、ATP细胞增殖细胞衰老、凋亡和癌变细胞分化一、基础知识1．组成生物体的化学元素

(1)最基本的化学元素是C。

(2)基本元素是C、H、O、N。

(3)主要元素是C、H、O、N、P、S。

(4)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C。2．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种类上大体相同，但在元素的含量上相差很大。

(2)生物界和非生物界之间：①组成生物体的化学元素在无机自然界中都可找到，说明生物界和非生物界具有统一性；②同种元素在生物体和自然界中含量相差很大，说明生物界和非生物界具有差异性。3．水的含量及功能

(1)水的含量：水是细胞中含量最多的化合物，但在不同种类的生物体中，水的含量差别较大；在同一生物的不同组织、器官中，水的含量也不相同。

(2)水的功能：结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内的良好溶剂、参与化学反应、运输营养物质和代谢废物等、缓和温度变化。4．常见糖类的功能特性

(1)参与生物遗传物质组成的糖是脱氧核糖、核糖。

(2)能与新配制的斐林试剂共热生成砖红色沉淀的糖是葡萄糖、果糖、麦芽糖等。

(3)组成高等植物细胞分裂末期细胞板的糖是纤维素，存在于植物细胞、动物细胞中的储能糖类是淀粉和糖元。5．脂质的种类和功能

(1)脂肪是生物体的储能物质。

(2)合成脂蛋白的重要原料是磷脂，也是构成生物膜的重要成分。

(3)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生，此两种物质是胆固醇、维生素D。

(4)促进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性激素。6．蛋白质的合成

两分子氨基酸相互结合形成一分子二肽，失去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合，其场所是核糖体，该过程在遗传学上称为翻译，直接模板是mRNA，搬运氨基酸的工具是tRNA。7．核酸的种类和组成

核酸的基本单位是核苷酸，DNA和RNA在组成上的不同点是五碳糖和含氮碱基。真核细胞中DNA主要是和蛋白质结合构成染色体，其次存在于线粒体和叶绿体中。二、要点归纳（一)组成生物体的元素与自然界中元素的相互关系

1．自然界中的元素与组成生物体的元素的包含关系

2．生物界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。

（二）运用“元素”的观点分析问题1．从化合物的元素组成分析其代谢产物糖类、脂质、蛋白质的组成元素中都含有C、H、O三种元素，可推知其代谢产物中都有CO2和H2O；蛋白质中还含有N元素，故其代谢产物中还有尿素。2．从元素含量上分析物质氧化分解时释放能量的多少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，脂肪消耗的氧气较多，释放的能量也更多。3．同位素标记法在实验中的应用利用同位素标记法，可以证明光合作用释放的氧全部来自于水；在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质；证明DNA的半保留复制方式；验证分泌蛋白的合成、运输和分泌途径。

（三）生物体内水和生物代谢的关系

1．生物体内水的存在形式、功能及两者关系存在形式功能两者关系结合水(占5%左右)与细胞中某些大分子物质结合构成细胞结构①自由水结合水②自由水/结合水决定细胞或生物体的代谢程度，自由水/结合水的值大，表明代谢强③自由水/结合水影响生物体的抗逆性，自由水/结合水的值越大，抗性越弱；值越小，则抗性越强自由水(占95%左右)①参与反应(如光合作用、呼吸作用等)②作为良好溶剂③运输营养物质和代谢废物转化2．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。

(2)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。

(3)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

(1)细胞中产生水的结构及生理过程①线粒体中：有氧呼吸第三阶段O2＋[H]H2O③核糖体中：氨基酸脱水缩合氨基酸水＋多肽

④叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中

ADP＋PiATP＋H2O

(2)细胞中利用水的生理过程①光合作用的光反应：H2OO2＋[H]②有氧呼吸第二阶段：

C3H4O3＋H2OCO2＋[H]＋ATP③ATP水解：ATP＋H2OADP＋Pi＋能量④糖元分解：糖元＋水葡萄糖⑤大分子有机物的消化(水解)

一个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。如种子贮存前，通过晾晒降低其自由水含量，利于贮存，如烘干种子使结合水流失，则种子的胚就会死亡。

（四）糖类和脂质的比较糖类脂质区别元素组成C、H、OC、H、O(N、P)种类单糖、二糖、多糖脂肪、类脂、固醇合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉主要是内质网生理作用①主要的能源物质②构成细胞结构：如糖被、细胞壁③核酸的组成成分①生物体的储能物质②生物膜的重要组成成分③调节新陈代谢和生殖联系糖类脂肪（五）蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算1．区别蛋白质核酸元素组成主要是C、H、O、NC、H、O、N、P基本单位氨基酸连接方式肽键磷酸二酯键形成场所细胞质内的核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等功能①构成生物体和细胞；②催化作用；③调节作用；④运输作用；⑤免疫作用①遗传信息的携带者，决定生物性状；②某些RNA具催化作用

2．联系

(1)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

(3)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。3．有关计算

(1)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

(2)M蛋白质＝M氨基酸－M水＝氨基酸个数×氨基酸－水分子数×18

(3)有关蛋白质中游离的氨基(—NH2)或羧基(—COOH)的计算在一个蛋白质分子中，游离的—NH2或—COOH可能存在的部位是肽链的两端(一端是—NH2，另一端是—COOH)和R基。①至少含有游离的—NH2或—COOH数＝肽链数。②游离的—NH2或—COOH数目＝肽链条数＋R基中含有的—NH2或—COOH数。(4)氨基酸数目与相应核酸的碱基(核苷酸)数目的对应关系

（六）几种有机物的鉴定鉴定物质实验试剂实验现象注