北京四中网校高二生物第一单元绪论 生命的物质基础

北 京 四 中 编稿老师：陈寅冬　　  审稿老师：陈月艳   　 责编: 陈  莉 【学习内容】     绪论  生命的物质基础     《生命的物质基础》一章，主要是从化学元素和化合物两个层次阐述了生命的物质基础。通过对生命基本元素和化物的学习，同学们将认识到生物界与非生物界的物质统一性；通过对生命分子的学习，同学们将认识到原生质是生命的物质基础。在原生质成分中，由于蛋白质是生命的体现者，核酸是一切生物的遗传物质，所以，这两类大分子物质是学习重点。 【知识网络结构和知识点归纳】 绪论 一、生物学是研究生命的科学     ㈠基本研究方法     ⒈观察—提出问题     ⒉推测—做出假设     ⒊实验—检验假设     ⒋分析—得出结论     ⒌交流—进行评价     ㈡生物的基本特征 二、现代生命科学的发展历程 阶段 时间 重大事件 经典生物学阶段 16世纪初期～19世纪中后期 1543年维萨里发表名著《人体的结构》； 1628年哈维名著《心血循环论》发表； 1665年胡克出版《显微图谱》； 1838～1839年创立细胞学说 1859年达尔文发表《物种起源》 实验生物学阶段 19世纪前后～20世纪初期 1865年孟德尔宣读《植物杂交试验》论文；1885年魏斯曼提出《种质连续性》理论； 1857前后巴斯德开创微生物学研究 1910年摩尔根发现基因的连锁交换定律 分子生物学阶段 20世纪30年代～20世纪70年代 1944年艾弗里证明DNA是遗传物质 1953年沃森-克里克揭示中心法则 三、当代生物科学的发展方向     ⒈微观方向     ⒉宏观方向     ⒊进入大科学阶段 四、高中生物学的学习要求和方法     ㈠学习目标     ⒈获取科学知识     ⒉获得科学认识     ⒊掌握科学本领 ㈡学习方法     ⒈观察和实验     ⒉查阅文献资料     ⒊理论联系实际 生命的物质基础 一、组成生物体的化学元素     ⒈生命元素的类别 　　⒉人体内常量元素的含量 常量元素 O   　　C  　H  　N  　Ca  　P  　K  　S  　Na  Cl  Mg 重量百分比% 65.0  18.5  9.5  3.3   1.5  1.0  0.4  0.3  0.2 0.2 0.1    ⒊生命元素的特点     ⑴在元素周期表中原子序数小     ⑵没有一种是生命特有的     ⑶各种元素多以离子或化合物形式存在 　　⑷碳是生命元素中的核心元素 　　①原子小，4个外层电子能形成4个共价键 　　②碳原子彼此连接形成生物大分子的碳链骨架 　　③生物氧化过程中碳化合物的共价键断裂释放大量的能量 　　④通过测定14C/12C比率可以确认生物死亡的年代 二、构成细胞的化合物   种  类   物 质 名 称  重量比例 %   平均相对分子质量 无机物    水  分    无机盐      80 ~ 90      1 ~ 1.5 18 55 有机物    糖  类    脂  类    蛋白质    核  酸      0.4      1 ~ 2.0      7~10.0      1.0 250 700 36 000 40 000 ~ 1 000 000 　　㈠水   存在形式 结  合  水 自  由  水 特点 与蛋白质等结合 呈游离的流动态 比例 4.5 % 95.5 % 作用 结构物质之一 溶剂、运输、介质、反应 　　㈡无机盐   存在形式 化  合  态 离  子  态   比例 少 多   作用 结构物质之一 调节内稳态 　　㈢糖类 　　⒈元素组成：C H O 　　⒉分子通式：Cn(H2O)m 　　⒊主要种类及其作用 　 种　　类 分子式 分　　布 生理作用 单　　糖 核　　糖 C5H10O5 动植物细胞 核酸组成物质之一 脱氧核糖 C5H10O4 葡萄糖 C6H12O6 常用能源物质 双　　糖 蔗　　糖 C12H22O11 植物细胞 水解为葡萄糖 麦芽糖 乳　　糖 动物细胞 多　　糖 糖　　原 [C6H10O5]n 储备能源物质 淀　　粉 植物细胞 纤维素 细胞壁结构物质   ㈣脂类 　　⒈元素组成： C、H、O、N、P         ⒉区别于糖类的特点     ⑴特征组分为：CH3(CH2)nCOOH，其中含氧原子少 　　⑵与水不亲合[即疏水性] 　　⑶氧化放能多 　　⒊种类及作用 　　⑴脂肪是生物体的储备能源物质 　　⑵磷脂是细胞各种膜结构物质 　　⑶固醇类（性激素、维生素D等）对代谢有积极作用 ㈤蛋白质     ⒈相对分子质量大（以万为单位）。如：        乳球蛋白    C1642 H2652 O492 N420 S18       36 684      人血红蛋白  C3022 H4816 O872 N780 S8 Fe4    66 508     ⒉分子结构复杂。分为下列4个层次： 　　⑴基本组成元素有：C H O N S 　　⑵基本结构单位是氨基酸。20种氨基酸的分子通式如下： 　　⑶一级结构是由氨基酸通过肽键连接成的多肽链 　　⑷由多肽构成具有三维空间结构的蛋白质分子     ⒊种类多样     ⑴氨基酸种类、数量、序列不同 → 一级结构多样     ⑵肽链数目、盘曲方式不同 → 空间构型多样     ⒋功能重要—生命的体现者     ⑴重要结构物质，如骨胶蛋白、肌肉蛋白、血红蛋白等     ⑵重要调节物质，如蛋白质类激素和酶     ⑶载体和免疫物质，如通道蛋白、免疫球蛋白     ⑷能源物质 ㈥核酸     ⒈相对分子质量大 　　　核糖核酸（RNA）    4×104 　　　脱氧核糖核酸（DNA） 106 　　⒉结构复杂      ⑴基本组成元素：C H O N P      ⑵基本组成物质：五碳糖、含氮碱和磷酸      ⑶基本结构单位：单核苷酸（如脱氧核糖核苷酸）      ⑷一级结构：多核苷酸链      ⑸空间结构：DNA分子为双螺旋      ⒊种类及其分布 分布 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 细胞核 细胞质 多 少 少 多       ⒋功能重要：一切生物的遗传物质 三、原生质是细胞内生命物质的总称 　　⒈物质性：以蛋白质、核酸和脂类为主要成分 　　⒉生命性：能够通过新陈代谢实现自我更新 　　⒊结构性：细胞是原生质的基本结构形式，由原生质体分化出细胞的各种微细结构。如植物细胞结构如下： 【重点、难点、拓展知识解析】 　　1、生命科学的发展史 发展阶段及分期 时间界限 代表人物及著作 准备和奠基阶段 古代～16世纪初 亚里士多德：《动物志》 希尔德加德：《医学》（1150） 宋代贾思勰：《齐民要术》 明代李时珍: 《本草纲目》 创立和发展 阶段 （即小科学发展阶段） 经典生物学时期 16世纪初～19世纪中后 维萨里:《人体的结构》（1543） 哈维：《心血循环论》（1628） 虎克：《显微图谱》（1665） 施旺、施莱登等创立细胞学说（1838） 达尔文：《物种起源》（1859） 实验生物学时期 19世纪中后～20世纪初 孟德尔：《植物杂交试验》（1865） 魏斯曼：《种质连续性》理论（1885） 摩尔根：《连锁与交换定律》（1910） 巴斯德开创微生物学研究（1857） 分子生物学时期 20世纪30年代～70年代 艾弗里证明DNA是遗传物质（1944） 沃森-克里克揭示中心法则（1953） 大科学发展阶段 20世纪70 年代以来 特点 ①学科交叉和跨学科研究 ②应用科学研究比重高与基础科学 ③预测和控制纳入科学研究范畴 ④学科结构向多层次发展 研究热点 ①重组DNA技术和蛋白质工程 ②如何控制细胞的功能活动 ③基因组结构和遗传语言 ④遗传、发育、进化的综合理论 ⑤揭示脑工作原理的脑科学 ⑥心理、智力、性格和行为科学 ⑦生态学的定量、预测和工程化 ⑧人体经络、气功和特异功能研究 2、生命氨基酸 　　有机化学中，将既有氨基又有羧基的分子称为氨基酸分子。其中能够用来合成蛋白质的有20种，它们的共同特点是氨基和羧基结合到中心碳原子上，同时结合到中心碳原子上的是氢原子和各种侧链（‘R’基）。生物学中所提到的氨基酸，就是指这20种生命氨基酸。不同的氨基酸侧链基团不同，根据侧链的性质，它们表现出不同的物理化学性质，有些是酸性，有些是碱性。 3、碱基 　　DNA中的碱基是由碳氮组成的环状结构，因为具有氮原子被称为含氮碱基，有两种环形结构。有两个相邻碳－氮环的嘌呤碱，包括腺嘌呤（简写为A）、鸟嘌呤（G）；有一个碳－氮环的嘧啶碱，包括胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）四种。 4、核苷酸 　　核苷酸是碱基＋五碳糖＋磷酸基共价连接而成。根据其中五碳糖的不同可以分为两种类型：核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸。不同类型的核苷酸根据所连的含氮碱基的不同分为不同的种类。（例如：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸） 【例题解析】 　　1、家鸡和原鸡很相似，但产蛋量却远远超过了原鸡，这说明生物体具有的特性是 　　A  生殖和发育        B  新陈代谢作用 　　C  生长现象          D  遗传和变异的特性 　　解析：原鸡是家鸡的祖先，家鸡由原鸡经过漫长的历程进化而来，二者很相似，说明生物体具有遗传特性。但在产蛋量上却有差异，这是人工选择的结果，同时也说明生物体具有变异的特性。答案：D 　　2、肌细胞内运输氧的是 　　A 血红蛋白          B 肌球蛋白          　　C 肌红蛋白          D 肌动蛋白 　　解析：这道题考查的知识是具体蛋白质的功能，答案为C。审题时马虎时，可能误将肌细胞看成红细胞，错选A。 　　3、缺乏有氧氧化酶的成熟红细胞，其直接依赖的能源物质为 　　A 蛋白质          B 葡萄糖          C 乳酸          D 脂肪 　　解析：这道题考查的知识是这几种物质的功能，答案为B。有的同学可能会受到‘缺乏有氧氧化酶’这句话的迷惑，误认为选择细胞进行无氧呼吸的产物。无论有氧呼吸还是无氧呼吸，都是以葡萄糖作为主要能源物质，即直接依赖的能源物质。 　　4、合成下列物质需要供给氮源的是 　　A 糖原          B 脂肪          C 淀粉          D 核酸 　　解析：这道题考查的知识是各类化合物的元素组成，也是基础知识，答案为D。 　　5、人体脂肪组织细胞中的大量脂肪是 　　A 激素的主要成分                B 储能的主要物质 　　C 酶的主要成分                  D 细胞膜的主要成分 　　解析：该题的考查的知识是脂肪的作用，也是基础知识，答案为B。