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
2、】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：1C、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
3、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
4、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 11.5%糖类 11.5%有
5、机化合物 核酸 构成细胞的化合物 细胞的结构和生命活 的基础脂类 12%蛋白质 72水在生物体和细胞内的存在状态存在形式 生理功能结合水 与细胞内其他物质相结合细胞结构的组成成分水自由水 以游离形式存在，可以自由流动。是细胞的良好溶剂运送营养物质和新陈代谢的废物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a +、 +等。 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。 维持生物体的生命活动。 维持细胞的形态和功能。 维持酸碱平衡，调节渗透压生物生存环境的 pH 为 38.5
6、，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 生理功能核糖五碳糖脱氧核糖五碳糖是构成核酸的重要物质。单糖 六碳糖葡萄糖动、植物细胞葡萄糖是植物光合作用的产物，是细胞主要能源物质。蔗糖麦芽糖 植物细胞二糖乳糖 动物细胞能水解成葡萄糖淀粉 淀粉是植物细胞贮存能量的物质。果实、块根、块茎等纤维素植物细胞纤维素是细胞壁的组成成分。多糖糖元 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
7、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(C 6H10O5)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
8、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、三种元素组成，很多种脂类物质还含和。种类 生理功能脂肪 生物体储存能量的物质。维持体温恒定。磷脂类脂 糖脂是构成细胞膜、线立体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分。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。固醇维生素 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 3891 千焦。1 克糖类或蛋白质在体内氧化分解释放能量是 1715 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
9、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:相对分子质量大；分子结构复杂；种类极其多样；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，
10、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
11、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：元素组成：基本元素是 C、 H、O、N 、P。基本单位：和蛋白质一样也有基本组成单位核苷酸。基本组成物质：一个核苷酸由三部分组成五碳糖脱氧核糖（C 5H10O4）脱氧核糖核苷酸五碳糖核糖（C 5H10O5）核糖核苷酸基本单位的连接：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，
12、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 分布脱氧核糖核酸（）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（）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
13、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：是生命活动的结构基础一个植物活细胞就是一团原生质一个动物活细胞就是一团原生质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，故不正确；植物细胞的细胞壁不是原生质，故不正确；
14、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。故答案不正确；故此题正确的答案为。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
15、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（ ）
16、 。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 NH 和一 COOH 的最小数目是Al1 和 11 Bl0 和 10C和 Dl 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 NH )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
17、酸分子结合后形成的二肽也只有一个氨基(一 NH )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A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例 8构成载体和淀粉酶所必需的化学元素是A、 、 、 16 种元素【答案】：A【精析】：载体和淀粉酶都属于蛋白质，构成蛋白质的必需元素是、，故此题正确的答案为 A例 9 调节自身代谢或生命活动，且每个细胞都能产生的物质蛋白质 酶 激
18、素 维生素【答案】：B【精析】：调节代谢的是酶，调节生命活动的是激素，维生素对生物有重要作用，每个细胞都能产生蛋白质（包括酶） ，激素不是每个细胞所产生的，因此，两个条件都具备的是酶故正确的答案为解析：供选答案中，酶、胰岛素、抗体、生长激素是蛋白质，甲状腺激素是含碘的衍生物，维生素和雄性激素是脂类，抗原种类复杂，其成分也复杂。故正确的答案为例 10 动植物体内共有的糖是：（）糖原 （）淀粉 （）蔗糖 （）乳糖 （）核糖（）葡萄糖(1)(4) (2)(3) (5)(6) (1)(2)【答案】C【精析】：糖原、乳糖动物所特有，淀粉、蔗糖植物含有，核糖 RNA 成分，动植物共有；葡萄糖为动植物共有。
19、故正确的答案为 C【同步练习】一、选择题在人体肝细胞中含量最多的物质是A水糖类 C脂类 D蛋白质2胰岛素是一种蛋白质分子，它含有两条多肽链，其中 A 链含 21 个氨基酸，B 链含 30 个氨基酸，即共有 51 个氨基酸，那么胰岛素分子中含有的肽键数目是A51 个 B50 个 C49 个 Dl 个3细胞代谢过程中，运送物质的化合物是A 结合水 B脂肪 C葡萄糖 D自由水4一个由 n 条肽链组成的蛋白质分子共有 m 个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子AnBm C (m+n)D(m-n)5在同一生物体各细胞中，含量最稳定的化合物是A 脂类 B糖类核酸 D蛋白质6下面是关于蛋白质的论述，正确的
20、是A每种蛋白质都含有 C、H、O 、N 、P、Fe 元素B每种蛋白质的分子结构中都含有肽键C蛋白质都是酶D蛋白质是调节细胞和生物体新陈代谢的唯一物质7已知 Mn2+是许多酶的活化剂，例如 Mn2+能使硝酸还原酶激活，缺乏 Mn2+植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子A对维持生物体的生命活动有重要作用B对维持细胞形态有重要作用C对维持酸碱平衡有重要作用D对维持和调节细胞内的渗透压有重要作用8核酸的基本组成单位是A核苷酸B脱氧核苷酸C核糖核苷酸DC、H、O、N、P 五种元素磷酸是合成下列哪些物质所必需的AATP B核苷酸C脂肪 D氨基酸10组成蛋白质的主要氨基酸约有二十种，人们区别不同种类氨基酸
21、的依据是A肽键位置的不同 B所含氨基的多少不同C所含羧基的数目不同 基团的不同11下列物质中不属于脂类的是A维生素 D B雌性激素C胃蛋白酶 D胰岛素12植物细胞和动物细胞中最重要的养分贮藏物分别是A糖元和淀粉B淀粉和糖元C蛋白质和脂肪D脂肪和蛋白质13下列结构属于肽键的是： NH 2COOH14谷氨酸的 R 其为C 3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是A4、4 B5、4 C4、5 D5、515构成细胞的化学元素没有一种是生命物质特有的，这个事实可以说明A生物与非生物具有统一性B生物体由无机物构成C生物与非生物完全相同D生物与非生物完全不同16生物体进行生命活动的主要能源物
22、质和储能物质分别是A蛋白质、脂肪 B糖类、脂肪C脂肪、耱类 D糖类、蛋白质17细胞膜上与细胞的识别、免疫反应，信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D核酸18所有的核苷酸分子中都含有A核糖 B含氮碱基C脱氧核糖 D氨基酸19组成糖元和核酸的化学元素分别是AC、H、O、N 和 C、H 、O、N、P、SBC 、H、 O 和 C、H、O、N 、PCC 、H、 O、P 和 C 、H 、O 、N、SDC、H、O、S 和 C、H 、O 、N、S20某小儿患佝偻病发烧时就会抽畜，医生建议他平时要补充，A新鲜水果和蔬菜 B钙片和维生素 DC谷物种皮和胡萝卜 D蛋白质和糖类21下列
23、哪项不是蛋白质在人体内的生理功能A细胞成分的更新物质 B酶的主要成分C组织修复的原料 D能量的主要来源22人体某些组织的含水量近似，但，形态却不同例如：心肌含水约 79%而呈坚韧的形态,血液含水约 82%却川流不息的液态,对这种差异的正确解释是 :A心肌内多是结合水 血液中全是结合水心肌内多是自由水 血液中全是自由水 23生物细胞中决定生物性状的物质是：核糖核酸 脱氧核糖核酸 核苷酸 氨基酸24下列物质中构成细胞内膜结构的重要物质是胆固醇 维生素 磷脂 脂肪25蚕豆种子萌发后贮存的营养物质初步分解为淀粉 纤维素 麦芽糖 葡萄糖2619 世纪 30 年代创立的细胞学说证明病毒不具有细胞结构使人们
24、对生物体的结构认识进入微观领域证明生物之间存在亲缘关系发现动、植物细胞的不同之处27已知 20 种氨基酸的平均分子量是 128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键 98 个，此蛋白质的分子量接近于A12800 12544 11036 1228828下列关于蛋白质的论述,正确的是:A每种蛋白质都含有、 H、O、N、P、Fe 等元素每种蛋白质分子种都有肽键蛋白质是调节细胞和生物体新陈代谢的唯一物质蛋白质都是酶29将放射性同位素标记的某物质注入金丝雀体内后，经检测。新生细胞的细胞核具有放射性，注入的物质最可能是：脱氧核苷酸 脱氧核糖核酸 核苷酸 氨基酸30纤维素是一种多糖，在哪种下列生物中容
25、易找到水螅 草履虫 芹菜 竹节虫二简答题：31人的骨骼肌细胞和血液红细胞的主要成分都是蛋白质，但它们的功能却很不同原 因是32编织麻袋用的麻，其主要成分是，它属于物质33细胞中，糖类、蛋白质、脂肪都可以作为能源物质，但动物若长期严重饥饿，需大量分解蛋白质作为能源时，就会危及生命，其原因是有些蛋白质是构成的重要物质，有些蛋白质又是的重要物质。因此，当当蛋白质作为重要能源消耗时，就会使34下图表示细胞四种有机物的组成，依主要功能分析回答元素A B C D E F G H 能源物质储能物质结构物质遗传物质（1）A 是指；E 在动物是指；植物主要指。（2）F 是指；它是在由 B 形成的，除此之外，脂类还包括和。（3）C 是指；通式是，C 形成 G 过程的反应叫。（4）D 是指；D 形成。【答案与提示】一、选择题1 2C 3 4D 5 6B 7A 8A 9、 10 11、 1213 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 2425 26 27 28 29 30二简答题：31蛋白质的结构不同基本单位有机大分子主要功能32纤维素 多糖类33细胞和生物体 调节细胞和生物体新陈代谢 细胞和生物体的基本结构受到破坏，不能维持正常的生命活动34 （）葡萄糖 糖元 淀粉 （）脂肪 固醇 类脂R（）氨基酸 NH 2COOH 缩合反应 （）核苷酸 核酸H
