高二生物同步辅导教材(第2讲)

1高二生物同步辅导教材（第2讲）第一章生命的物质基础【教学内容与目的要求】1．原生质的含义2．组成生物体的化学元素及其重要作用3．用辩证唯物主义的观点分析，生物界与非生物界的统一性与差异性4．组成生物体的几种化合物的元素组成；在细胞内的存在形式和重要作用【知识重点与学习难点】1、知识重点：组成生物体的化学元素、大量元素和微量元素及其重要作用组成生物体的化合物的元素组成各种化合物的存在形式和重要作用2、学习难点：生物界与非生物界的统一性和差异性蛋白质的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位、分子结构和主要功能核酸的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位、分子结构和主要功能【方法指导与教材延伸】第一节组成生物体的化学元素一、组成生物体的化学元素主要有20多种，其中C、H、O、N、P、S就占了原生质总量的97%，是大量元素；同时还有一些元素含量微少，如：Cu、Co、I、Mn等，但作用重大，不可缺少，是微量元素。注意：大量元素和微量元素都是生物体生命活动必需的，不同的生物组成它们的化学元素大体相同，但各种化学元素的含量差异很大。二、组成生物体的化学元素的重要作用组成生物体的化学元素的重要作用有如下几点：1．C、H、O、N、P等元素是构成细胞和生物体的重要组成物质，也是生物体生命活动的物质基础2．各种元素，有的参与生物体的组成有的以离子状态调节生理功能。3．有的微量元素能影响生物体的生命活动注意：组成生物体的化学元素并不是全部形成各种化合物，而是有些参与化合物，有的以离子状态调节机体的生理功能，还有的兼多种功能。三、生物界与非生物界的统一性和差异性组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到，这说明了生物界与非生物界具有统一性；同时这些化学元素在细胞内的含量又与在非生物界中的含量明显不同，说明了生物界与非生物界还存在着差异性。注意：通过对生物机与非生物界的统一性和差异性的学习，可以看出生命的物质性和物质的运动性，生命是这些化学元素组成的复杂化合物进行复杂运动的结果。第二节组成生物体的化合物一、原生质19世纪中叶开始采用这一名词。原意是指有生命的原始物质或基本物质。法国动物学家迪雅尔丹在1835年将原生动物的细胞质称为原肉质。1839年捷克斯洛伐克生理学家浦肯野把植物细胞物质称为原生质。同年德国植物学家摩尔确认两者为同一物质。1879年德国植物学家、细胞学家施特拉斯布格认为，原生质是指动植物细胞内整个的、粘稠的、有颗粒的胶体，包括细胞质和核质。1880年德国植物学家汉斯坦将细胞质和核质合成一个生命单位，称为原生质体，其外包围着质膜。后来，原生质这个词泛指细胞的全部生命物质。包括细胞质、细胞核和细胞膜三部分。其主要成分为核酸和蛋白质。二、构成细胞的化合物1．细胞中各种化合物占细胞鲜重的比例水80%—90%无机化合物无机盐1—1.5%糖类1—1.5%构成细胞的化合物细胞的结构和生命活的基础2有机化合物核酸脂类1—2%蛋白质7—８％2．水在生物体和细胞内的存在状态水存在形式生理功能结合水与细胞内其他物质相结合１．细胞结构的组成成分自由水以游离形式存在，可以自由流动。２．是细胞的良好溶剂３．运送营养物质和新陈代谢的废物４．绿色植物进行光合作用原料。注意：自由水和结合水是可以相互转化的，如血液凝固时，部分自由水转化为结合水。3．无机盐存在形式生理功能多数以离子状态存在：如Ｎa+、Ｋ+等。１．细胞中某些复杂化合物的重要组成成分。如铁是血红蛋白的主要成分。２．维持生物体的生命活动。３．维持细胞的形态和功能。４．维持酸碱平衡，调节渗透压生物生存环境的pH为3——8.5，但对每一种生物来说,它生命活动的适宜pH范围要小得多。细胞中的各种离子有一定的缓冲能力。注意：无机盐在细胞内含量很少，但有多方面的重要作用4．糖种类分布生理功能单糖五碳糖核糖动、植物细胞五碳糖是构成核酸的重要物质。脱氧核糖六碳糖葡萄糖葡萄糖是植物光合作用的产物，是细胞主要能源物质。二糖蔗糖植物细胞能水解成葡萄糖麦芽糖乳糖动物细胞多糖淀粉植物细胞淀粉是植物细胞贮存能量的物质。果实、块根、块茎等纤维素纤维素是细胞壁的组成成分。糖元动物细胞糖元是动物细胞中贮存能量的物质。肝糖元、肌糖元糖类有单糖、二糖和多糖之分，重要的单糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖为白色晶体，易溶于水，人体血糖浓度为0.1%，是人体生要的能源物质；五碳糖分为核糖和脱氧核糖,呈环状结构：二糖是由2个单糖缩聚失去l分子H2O而形成的化食物，最常见的是蔗糖，是由l分子葡萄糖和1分子果糖缩聚而成；另一种是麦芽糖，是由2分子葡萄糖缩聚而成的化合物。无机盐3水解多糖是由很多单糖分子按一定方式经分子间脱水缩聚而成的高分子化合物，主要存在于植物体及动物体等细胞中，多糖最常见的是淀粉和纤维索，它们都是葡萄糖的高聚体，分子通式为(C6H10O5)n，淀粉和纤维素分子因包含的单糖元的数目不同，即n值不同，造成结构上的差异，功能上的不同。单糖、二糖和多糖三者的关系、可举下例说明，从而进一步理解糖类是生命活动提供能量的主要来源。淀粉麦芽糖葡萄糖释能5．脂类：由Ｃ、Ｈ、Ｏ三种元素组成，很多种脂类物质还含Ｎ和Ｐ。种类生理功能脂肪１．生物体储存能量的物质。２．维持体温恒定。类脂磷脂是构成细胞膜、线立体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分。糖脂固醇胆固醇构成细胞膜的成分性激素控制性器官的发育和第二性征的出现。维生素Ｄ促进钙、磷的吸收，促进骨的发育。注意：脂类在学习中主要掌握脂肪、磷脂的生理作用。1克脂肪在体内氧化分解释放能量是38．91千焦。1克糖类或蛋白质在体内氧化分解释放能量是17．15千焦。可以看出，脂肪每克所含能量多、比重小所占体积小，对于贮存能量有利。糖类和脂类两者都是能源物质，对生命活动有不同作用，。生命系统的一切生命现象和代谢活动都需要不断地输入能量才能运转，因此它们对细胞和生物体进行能量代谢是极为重要的。6．蛋白质蛋白质是生物大分子、高分子有机物，它有四大特点:①相对分子质量大；②分子结构复杂；③种类极其多样；④功能极为重要。重点掌握：蛋白质的结构和作用，蛋白质多样性的原因。无论从生命物质原生质的成分看，还是从生命活动的规律看，蛋白质和对生物体新陈代谢的进行和生物性状的表达都极为重要。蛋白质分子结构层次：元素组成：C、H、O、N等基本单位氨基酸：种类，通式，特点化学结构多肽（肽链）：形成，特点（呈链状结构，又叫肽链。有一定的氢基酸序列）指出：蛋白质分子不仅有复杂的化学结构，还有复杂的空间结构，才表现蛋白质的生物活性。空间结构：连接：一条或几条肽链通过一定的化学键连接形成：螺旋、卷曲、折迭形成空间结构。特点：具生物活性、多样性。空间结构：蛋白质分子由一条或几条肽链，通过一定的化学键相互连结在一起，肽链不是呈直线形的，也不是位于同一个平面上，而是形成不同的空间结构。示肌红蛋白和血红蛋白的结构图水解分解4学习完蛋白质的分子结构层次，思考从结构上看为什么蛋白质的种类多种多样?氨基酸种数不同氨基酸数目不同蛋白质结构蛋白质种类氨基酸序列不同极其多样极其多样肽链空间结构不同蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能多样性，概括有：构成细胞和生物体的重要物质催化作用：如各种酶调节作用：如调节新陈代谢、生长发育的某些激素等免疫作用：如人体内抗体运输作用：如红细胞中的血红蛋白注意：蛋白质分子的多样性是有核酸控制的。7．核酸：核酸同样是高分子化合物，相对分子质量在几十万至几百万。其分子结构层次是：①元素组成：基本元素是C、H、O、N、P。②基本单位：和蛋白质一样也有基本组成单位——核苷酸。③基本组成物质：一个核苷酸由三部分组成五碳糖脱氧核糖（C5H10O4）脱氧核糖核苷酸五碳糖核糖（C5H10O5）核糖核苷酸④基本单位的连接：每个核酸分子是由不同种类的成百上千个核苷酸互相连接而成的长链。重点掌握：核酸的组成单位、功能。核酸功能：核酸存在于每一个生物体中，是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传性，变异性和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。不同的生物所具有的DNA和RNA中核苷酸的序列是不同的。世界上找不出两个完全相同的生物，就因为找不出两个生物具有完完全全相同的DNA和RNA。核酸的分类：根据所含五碳糖种类不同，核酸分两大类:种类基本组成单位分布5脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）脱氧核苷酸主要在细胞核，少量在线粒体和叶绿体和糖核酸（ＲＮＡ）核糖核苷酸由磷酸、核糖和碱基组成主要在细胞质中注意：如果说蛋白质是一切生命活动的体现者的话，核酸则是一切生命活动的控制者。关于DNA和RNA的相关知识在“遗传和变异”一章还要学习，这里只了解个大概就可以了。【例题解析】例1：组成生物体的最基本的元素是（）。A、C；B、H；C、O；D、N。【答案】A【精析】：本题考查的知识点是组成生物体的化学元素。C、H、O、N都是组成生物体的基本元素，但只有C因为它的特殊原子结构而成为构成有机物的基本骨架元素，所以C是组成生物体的最基本元素。例2．下列是关于原生质的叙述，其中正确的是：Ａ．是生命活动的结构基础Ｂ．一个植物活细胞就是一团原生质Ｃ．一个动物活细胞就是一团原生质Ｄ．是指原生生物体内的生命物质【答案】C【精析】：原生质分为细胞膜、细胞核和细胞质等部分，它是生命活动的物质基础。生命活动的结构基础是细胞，而不是原生质，故Ａ不正确；植物细胞的细胞壁不是原生质，故Ｂ不正确；原生质是指一切有细胞结构的生物体细胞内的生命物质，而不是指原生生物体内的生命物质。故答案Ｄ不正确；故此题正确的答案为Ｃ。例3：人体的某些组织的含水量虽然近似，但形态却不相同。如心肌含水量约为79%呈坚韧的状态，血液约含水82%则是川流不息的液态。对这种形态差异的正确解释是_______。【答案】心肌中的水是结合水，血液中的水是自由水，可以自由流动。【精析】本题考查的是对水分在细胞内的存在状态及生理作用的理解。水在细胞和生物体中以两种形式存在，一种是与细胞内的物质相结合，称为结合水，另一种是游离态存在，可以自由流动，称为自由水。本题中，心肌细胞内含有大量的水，但是以结合水的状态存在，因此心肌呈坚韧状态，而血液中大量的水都是自由水，可以自由流动，因此血液可以川流不息。水在不同的组织细胞中以不同的状态存在，是生物组织结构与功能相适应的一个表现。例4：人体细胞脱水或吸水涨大都将引起病变，对患急性肠炎造成的严重脱水的病人，要输入0.9%的NaCl溶液来维持细胞水分代谢的平衡。请分析输入适量NaCl溶液的生理作用是______。【答案】调节渗透压平衡【精析】本题考查的知识点是无机盐在细胞中的含量及生理作用,无机盐在细胞中的含量是0.9%，这样的浓度与细胞外的环境是一致的，因此能保持细胞内外渗透压的平衡。对于严重脱水的患者，输入0.9%的NaCl溶液来调节渗透压平衡。例5．一切生物的遗传物质是（）。A、DNA；B、RNA；C、核酸；D、蛋白质。【答案】C【精析】本题考查的知识点是核酸。核酸是一切生物的遗传物质，核酸又包括DNA和RNA两大类，所以本题选C。例6．一条由10个氨基酸分子经脱水缩合而成的肽链中含有一NH２和一COOH的最小数目是A．l1和11B．l0和10C．９和９D．l和1【答案】：D【精析】：此题主要考查的是蛋白质的结构。但围绕这一结构牵涉到多个知识点，即蛋白质的结构单位氨基酸的通式和缩合反应的概念；一个氨基酸分子的氢基(一NH２)和另一个氨基酸分子的羧基(一COOH)相连接，同时失去一分子水的过程。通过缩合反应的过程可以发现，两个氨基酸分子结合后形成的二肽也只有一个氨基(一NH２)和一个羧基(一COOH)，故此题正确的答案为D。例7．占肝细胞于重50%以上的有机物是6A．水B．蛋白质C．脂类D．核酸【答案】：B【精析】：构成生物体的化合物中，水占细胞鲜重最多，且水是无机物。蛋白质的含量占第二位，大约占细胞干重的50%以上，因此，占肝细胞于重50%以上的有机物应是蛋白质。故此题正确的答案为Ｂ例8．构成载体和淀粉酶所必需的化学元素是A．Ｃ、Ｈ、Ｏ、ＮＢ．Ｃ、Ｎ、Ｏ、ＰＣ．Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｄ．16种元素【答案】：A【精析】：载体和淀粉酶