专题二生命的物质基础和结构基础.pptx
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1、v v 细胞的物质基础和结构基础物质基础知识细化回顾物质基础知识细化回顾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种类上生物界内部:不同种类的生物之间在元素种类上大体大体 相同相同,但在元素的含量上,但在元素的含量上相差很
2、大相差很大。(2)生生物物界界和和非非生生物物界界之之间间:组组成成生生物物体体的的化化学学元元素素在在无无机机自自然然界界中中都都可可找找到到,说说明明生生物物界界和和非非生生物物界界具具有有统统一一性性;同同种种元元素素在在生生物物体体和和自自然然界界中中含含量量相相差差很很大大,说说明明生生物物界界和非生物界具有和非生物界具有差异性差异性。3水的含量及功能水的含量及功能(1)水水的的含含量量:水水是是细细胞胞中中含含量量最最多多的的化化合合物物,但但在在不不同同种种类类的的生生物物体体中中,水水的的含含量量差差别别较较大大;在在同同一一生生物物的的不不同同组组织织、器官器官中,水的含量也
3、不相同。中,水的含量也不相同。(2)水水的的功功能能:结结合合水水是是细细胞胞结结构构的的重重要要组组成成成成分分,自自由由水水是是细细胞胞内内的的良良好好溶溶剂剂、参参与与化化学学反反应应、运运输输营营养养物物质质和和代代谢废物谢废物等。等。4常见糖类的功能特性常见糖类的功能特性(1)参与生物遗传物质组成的糖是参与生物遗传物质组成的糖是脱氧核糖脱氧核糖、核糖核糖。(2)能能与与新新配配制制的的斐斐林林试试剂剂共共热热生生成成砖砖红红色色沉沉淀淀的的糖糖是是葡葡萄糖萄糖、果糖、果糖、麦芽糖麦芽糖等。等。(3)组组成成高高等等植植物物细细胞胞分分裂裂末末期期细细胞胞板板的的糖糖是是纤纤维维素素,
4、存存在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是糖原糖原。5脂质的种类和功能脂质的种类和功能(1)脂质中的脂质中的磷脂磷脂是构成生物膜的重要成分。是构成生物膜的重要成分。(2)皮皮肤肤生生发发层层细细胞胞中中经经紫紫外外线线照照射射,由由一一种种物物质质转转化化成成另另一一种种物物质质,并并能能够够预预防防儿儿童童佝佝偻偻病病发发生生,此此两两种种物物质质是是胆胆固醇、固醇、维生素维生素D。(3)促促进进动动物物生生殖殖器器官官的的发发育育和和生生殖殖细细胞胞的的生生成成,激激发发并并维持第二性征的是维持第二性征的是性激素性激素。6蛋蛋白白质质的的合合成成:两两分分
5、子子氨氨基基酸酸相相互互结结合合形形成成一一分分子子二二肽肽,失失去去一一分分子子水水,这这种种结结合合方方式式叫叫做做脱脱水水缩缩合合,其其场场所所是是核核糖糖体体,该该过过程程在在遗遗传传学学上上称称为为翻翻译译,直直接接模模板板是是mRNA,搬运氨基酸的工具是搬运氨基酸的工具是tRNA。7核核酸酸的的种种类类和和组组成成:核核酸酸的的基基本本单单位位是是核核苷苷酸酸,DNA和和RNA在在组组成成上上的的不不同同点点是是五五碳碳糖糖和和含含氮氮碱碱基基。真真核核细细胞胞中中DNA主主要要是是和和蛋蛋白白质质结结合合构构成成染染色色体体,其其次次存存在在于于线线粒粒体体和和叶绿体叶绿体中。中
6、。要点归纳要点归纳一、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自然界中的元素与组成生物体的元素的包含关系2组组成成生生物物体体的的大大量量元元素素和和微微量量元元素素都都是是必必需需元元素素,生生物物体体内内可可能能含含有有一一些些非非必必需需元元素素,即即生生物物体体内内含含有有的的元元素素不不一定都是组成生物体的元素。一定都是组成生物体的元素。3生生物物和和生生物物之之间间以以及及生生物物和和无无机机自自然然界界之之间间在在元元素素的的种种类类上上都都具具有有统统一一性性,在在元元素素的的含含量量上上都
7、都具具有有差差异异性性;生生物物界界和和非非生生物物界界在在元元素素种种类类上上的的统统一一性性,保保障障了了生生物物群群落落和和无无机环境间的物质循环。机环境间的物质循环。三、生物体内水和生物代谢的关系三、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
8、水的值大,表明代谢强代谢强自由水自由水/结合水影响生物结合水影响生物体的抗逆性,自由水体的抗逆性,自由水/结合结合水的值越大,抗性越弱;水的值越大,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)同同一一种种生生物物的的不不同同组组织织、器器官官含含水水量量不不同同,这这与与其其代代谢强度
9、有关。谢强度有关。(3)生生物物体体在在不不同同的的生生长长发发育育期期,含含水水量量也也不不同同。幼幼儿儿含含水水量量多多于于成成年年人人;在在衰衰老老的的细细胞胞中中水水分分减减少少,细细胞胞萎萎缩缩;植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叶绿体基质中:暗反应叶绿体基质中:暗反应线粒体中:有氧呼吸第三阶段线粒体中:有氧呼吸第三阶段O2H H2O核糖体中:氨基酸脱水缩合氨基酸核糖体中:氨基酸脱水缩合氨基酸 水多肽水多肽植物高尔基体上
10、:葡萄糖植物高尔基体上:葡萄糖 纤维素水纤维素水动物肝脏和肌肉:葡萄糖动物肝脏和肌肉:葡萄糖 糖原水糖原水细胞核中:细胞核中:DNA复制脱氧核苷酸复制脱氧核苷酸 DNAH2ODNA转录产生转录产生mRNA核糖核苷酸核糖核苷酸 RNAH2O叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中 ADPPi ATPH2O(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:糖原水糖元分解:糖原水 葡萄糖葡萄糖大分子
11、有机物的消化大分子有机物的消化(水解水解)【特别提醒特别提醒】无论是何种细胞,其含量最多的化合物都是水。无论是何种细胞,其含量最多的化合物都是水。一一个个细细胞胞失失去去一一定定量量的的自自由由水水,只只影影响响其其代代谢谢速速率率,而而不不会会损损伤伤细细胞胞。但但若若失失去去的的是是结结合合水水,则则会会损损伤伤细细胞胞。如如种种子子贮贮存存前前,通通过过晾晾晒晒降降低低其其自自由由水水含含量量,利利于于贮贮存存,如如烘烘干种子使结合水流失,则种子的胚就会死亡。干种子使结合水流失,则种子的胚就会死亡。四、糖类和脂质的比较四、糖类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、O
12、C、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【特别提醒特别提醒】在在动动物物体体内内,糖糖类类可可以以大大量量转转化化成成脂脂肪肪,而而脂脂肪肪只只能能少量转化成糖类。少量转化成
13、糖类。脂脂肪肪和和糖糖类类的的组组成成元元素素都都只只有有C、H、O,前前者者的的分分子子组组成成中中H O2 1,而而糖糖类类中中H O2 1,所所以以在在有有氧氧呼呼吸吸中中,等质量的脂肪消耗的等质量的脂肪消耗的O2比糖类多,提供的能量也多。比糖类多,提供的能量也多。五、蛋白质和核酸五、蛋白质和核酸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、叶绿体等细胞核、线粒体、叶绿体等功能功能构成生物体和细胞;构成生物
14、体和细胞;催化作催化作用;用;调节作用;调节作用;运输作用;运输作用;免疫作用免疫作用遗传信息的携带者,决定生遗传信息的携带者,决定生物性状;物性状;某些某些RNA具催化作具催化作用用2联系联系(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)两两者者均均存存在在物物种种特特异异性性,因因此此可可从从分分子子水水平平上上为为生生物物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。(4)氨氨基基酸酸数数目目与与相相应应核核酸酸的的碱碱基基(核核苷苷酸酸)数数目目的的对对应应关关系系【
15、特别提醒特别提醒】在在基基因因结结构构中中,只只有有编编码码区区(原原核核生生物物)或或编编码码区区的的外外显显子子(真真核核生生物物)才才能能编编码码蛋蛋白白质质。因因此此,上上述述关关系系只只能能理理解解为为含含n个个氨氨基基酸酸的的蛋蛋白白质质,至至少少需需核核糖糖核核苷苷酸酸和和脱脱氧氧核核苷苷酸酸数数分别为分别为3n和和6n。以以DNA为为遗遗传传物物质质的的生生物物,其其蛋蛋白白质质结结构构由由DNA(基基因因)决决定定,而而以以RNA为为遗遗传传物物质质的的生生物物,其其蛋蛋白白质质结结构构由由RNA决定。决定。例例1(20082008年年江江苏苏高高考考题题)下下列列各各组组物
16、物质质中中,由由相相同同种种类元素组成的是类元素组成的是()A胆固醇、脂肪酸、脂肪酶胆固醇、脂肪酸、脂肪酶B淀粉、半乳糖、糖原淀粉、半乳糖、糖原C氨基酸、核苷酸、丙酮酸氨基酸、核苷酸、丙酮酸D性激素、生长激素、胰岛素性激素、生长激素、胰岛素【解解析析】考考查查化化合合物物的的元元素素组组成成。A选选项项中中胆胆固固醇醇属属于于脂脂类类,主主要要含含C、H、O三三种种元元素素,而而脂脂肪肪酶酶本本质质属属于于蛋蛋白白质质,至至少少含含有有C、H、O、N四四种种元元素素;B选选项项中中三三种种物物质质均均为为糖糖类类,含含有有C、H、O三三种种相相同同的的元元素素;C选选项项中中氨氨基基酸酸至至少
17、少含含有有C、H、O、N四四种种元元素素,而而核核苷苷酸酸含含有有C、H、O、N、P五五种种元元素素;D选选项项中中性性激激素素属属于于脂脂类类,主主要要含含C、H、O三三种种元元素素,而而胰胰岛岛素素本本质质属属于于蛋蛋白白质质,至至少少含含有有C、H、O、N四四种元素。因此选种元素。因此选B。答案答案B例例2(20092009年年上海理综上海理综)生物学知生物学知识中有很多互相关联的概念,我们可以识中有很多互相关联的概念,我们可以用图来形象地表示这些概念间的关系,用图来形象地表示这些概念间的关系,下列各项符合右图所示关系的是下列各项符合右图所示关系的是()A抗体抗体载体载体蛋白质蛋白质B群
18、落群落生境生境生态系统生态系统C神经元细胞体神经元细胞体神经元树突神经元树突神经元轴突神经元轴突D细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核【解解析析】图图中中显显示示和和并并列列独独立立,但但又又有有共共同同部部分分。所所以以满满足足条条件件的的是是选选项项A,抗抗体体和和载载体体结结构构不不同同,但但是是有有共同属性蛋白质。共同属性蛋白质。答案答案A拓展训练拓展训练1(20092009年年上上海海高高考考题题)下下列列有有机机化化合合物物中中,只只含含有有C、H、O三种元素的是三种元素的是()A氨基酸氨基酸 B核苷酸核苷酸 C脱氧核糖脱氧核糖D磷脂磷脂【解解析析】氨氨基基酸酸主主要要由由C、H、
19、O和和N四四种种元元素素组组成成,核核苷苷酸酸由由C、H、O、N和和P组组成成,脱脱氧氧核核糖糖是是一一种种五五碳碳糖糖,只只由由C、H和和O组成,磷脂由组成,磷脂由C、H、O、N和和P组成。组成。【答案答案】C2(20092009年年上上海海高高考考题题)某某蛋蛋白白质质由由m条条肽肽链链、n个个氨氨基基酸酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()AnmBn2mCnmDn2m【解解析析】由由氨氨基基酸酸的的结结构构通通式式可可知知一一个个氨氨基基酸酸至至少少有有两两个个氧氧原原子子,形形成成蛋蛋白白质质缩缩合合过过程程中中要要脱脱去去水水,2n(nm)nm。答
20、案答案C3(20082008年年天天津津理理综综)下下列列关关于于蛋蛋白白质质和和氨氨基基酸酸的的叙叙述述,正确的是正确的是()A具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B高等动物能合成生命活动所需的高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸种氨基酸C细细胞胞中中氨氨基基酸酸种种类类和和数数量量相相同同的的蛋蛋白白质质是是同同一一种种蛋蛋白质白质D在在胚胚胎胎发发育育过过程程中中,基基因因选选择择性性表表达达,细细胞胞会会产产生生新的蛋白质新的蛋白质【解解析析】考考查查蛋蛋白白质质的的相相关关知知识识。构构成成蛋蛋白白质质的的基基本本单单位位是是氨氨基基酸酸,
21、人人体体所所必必须须的的氨氨基基酸酸共共有有20种种,其其中中有有8种种是是人人体体不不能能合合成成的的,必必须须从从食食物物中中获获得得,称称为为必必需需氨氨基基酸酸。酶酶的的主主要要成成分分是是蛋蛋白白质质,还还有有少少量量的的RNA。蛋蛋白白质质具具有有多多样样性性,其其原原因因是是构构成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸种种类类、排排列列顺顺序序、数数量量以以及及肽肽链链的的空空间间结结构构不不同同。在在细细胞胞分分化化过过程程中中,基基因因选选择择性性表表达达,形成不同的形成不同的mRNA和不同的蛋白质。和不同的蛋白质。答案答案D4(20082008年年广广东东高高考考题题)请请回回答答
22、以以下下有有关关细细胞胞物物质质组组成成和和功能的问题:功能的问题:(1)细胞中含有细胞中含有N元素的生物大分子是元素的生物大分子是_。A核苷酸和糖原核苷酸和糖原 B胰岛素和核酸胰岛素和核酸C氨基酸和胰高血糖素氨基酸和胰高血糖素 D血红蛋白和纤维素血红蛋白和纤维素(2)细细胞胞中中的的糖糖类类可可以以分分为为3类类,其其中中可可以以被被消消化化道道直直接接吸吸收收的的是是_,完完全全由由葡葡萄萄糖糖缩缩合合而而成成的的二二糖糖是是_。(3)构成细胞膜的脂质是构成细胞膜的脂质是_和和_。(4)癌细胞转移与细胞膜上癌细胞转移与细胞膜上_减少有关。减少有关。【解解析析】本本题题考考查查了了生生物物学
23、学基基础础知知识识,涉涉及及了了细细胞胞的的组组成成元元素素和和化化合合物物等等。含含N元元素素的的分分子子有有核核苷苷酸酸、胰胰岛岛素素、核核酸酸、氨氨基基酸酸、胰胰高高血血糖糖素素和和血血红红蛋蛋白白。其其中中含含N的的大大分分子子有有胰胰岛岛素素、核核酸酸、胰胰高高血血糖糖素素和和血血红红蛋蛋白白。能能被被消消化化道道直直接接吸吸收收的的糖糖是是单单糖糖,由由两两分分子子葡葡萄萄糖糖构构成成的的二二糖糖是是麦麦芽芽糖糖。细细胞胞膜是由蛋白质、磷脂、胆固醇和糖类组成的。膜是由蛋白质、磷脂、胆固醇和糖类组成的。答案答案(1)B(2)单糖麦芽糖单糖麦芽糖(3)磷脂胆固醇磷脂胆固醇(4)糖蛋白糖
24、蛋白生命的结构基础知识细化回顾生命的结构基础知识细化回顾1细胞是进行生命活动的基础细胞是进行生命活动的基础细细胞胞是是生生物物体体结结构构和和功功能能的的基基本本单单位位,细细胞胞进进行行一一切切生生命活动的基础是细胞具有非常精细的结构和复杂的命活动的基础是细胞具有非常精细的结构和复杂的自控功能自控功能。2细胞膜的组成及功能细胞膜的组成及功能(1)研研究究细细胞胞膜膜的的化化学学组组成成,大大都都用用动动物物细细胞胞的的红红细细胞胞等等作为研究材料。作为研究材料。(2)细细胞胞膜膜主主要要由由磷磷脂脂分分子子和和蛋蛋白白质质分分子子构构成成,功功能能越越复复杂的细胞膜,杂的细胞膜,蛋白质蛋白质
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