生命的结构基础

生命的物质基础及结构基础
生命体的物质基础主要包括有机物和无机物。

无机物是构成生命体的辅助物质，包括水和无机盐等。

水是生命体内
最重要的无机物，它是生命活动的基本介质，参与到化学反应和调节温度等。

无机盐是包括钠、钾、钙、镁、磷等元素的化合物，它们在生命体内
起到调节酸碱平衡和细胞内外物质交换等重要作用。

生命体的结构基础主要包括细胞和组织。

细胞是构成生命体的最基本单位，具有自我复制和自我维持的能力。

细胞内含有细胞膜、细胞质和细胞核等结构。

细胞膜是细胞的外壳，由脂
质和蛋白质组成，起到控制物质进出细胞的作用。

细胞质是细胞内的液体，包含水和溶质等，承载着细胞内的化学反应。

细胞核是细胞内的控制中心，存储遗传信息，指挥细胞的生命活动。

组织是由相同或相似类型的细胞组成的结构。

生命体内包含多种不同
的组织，如肌肉组织、神经组织和上皮组织等。

不同的组织具有不同的功能，通过相互协作维持生命体的正常功能。

总之，生命的物质基础主要包括有机物和无机物，有机物是构成生命
体的主要组成部分，无机物则是辅助物质。

生命的结构基础主要包括细胞
和组织，细胞是生命体的基本单位，组织则是由相同或相似类型的细胞组
成的结构。

这些物质基础和结构基础相互作用，共同维持着生命的运行和
发展。

一、生命活动的物质基础和结构基础一、各种元素相关知识归纳化学元素能参与生物体物质的组成或能影响生物体的生命活动。

N就植物而言，N主要是以铵态氮(NH4＋)和硝态氮(NO2－、NO3－)的形式被植物吸收的。

N是叶绿素的成分，没有N植物就不能合成叶绿素。

N是可重复利用元素，参与构成的重要物质有蛋白质、核酸、ATP、NADP+，缺N就会影响到植物生命活动的各个方面，如光合作用、呼吸作用等。

N在土壤中都是以各种离子的形式存在的，如NH4＋、NO2－、NO3－等。

无机态的N在土壤中是不能贮存的，很容易被雨水冲走，所以N是土壤中最容易缺少的矿质元素。

N是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素；P参与构成的物质有核酸、A TP、NADP+等，植物体内缺P，会影响到DNA的复制和RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。

P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和ADP中都含有磷酸。

P对生物的生命活动是必需的，但P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。

在一般的淡水生态系统中，由于土壤施肥的原因，N的含量是相当丰富的，一旦大量的P进入水域，在适宜的温度条件下就会出现“水华”现象，故现在提倡使用无磷洗衣粉。

Fe2+是血红蛋白的成分；Fe在植物体内形成的化合物一般是稳定的、难溶于水的化合物，故Fe是一种不可以重复利用的矿质元素。

Fe在植物体内的作用主要是作为某些酶的活化中心，如在合成叶绿素的过程中，有一种酶必须要用Fe离子作为它的活化中心，没有Fe就不能合成叶绿素而导致植物出现失绿症，但发病的部位与缺Mg是不同的，是嫩叶先失绿。

I是甲状腺激素合成的原料；Mg是叶绿素的构成成分；B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用；Zn有助于人体细胞的分裂繁殖，促进生长发育、大脑发育和性成熟。

对植物而言，Zn是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。

如催化合成吲哚乙酸的酶中含有Zn，没有Zn就不能合成吲哚乙酸。

的基本单位，结构完整、生命活动规律0.1µm，但伸出的纤维可达——的专门结构和功能的细胞器和核膜；×比较——1-10μ肽聚糖多功能70S 极少无膜和仁一环状无裸露质粒DNA 同时同地无无丝分裂5-100μ纤素果胶80S 有(多）核膜和仁2以上、线有线、叶核、胞质有有丝为主细菌、蓝藻、支原体原生、真菌、动植物相同点：质膜、核膜、线粒体、高尔基体、内质网、核糖体、染色质、核仁、微丝、微管。

不同点：A)动物：溶酶体，间隙连接，（中心体）、细胞的基本共性（原核和真核细胞）原核细胞示意图真核细胞示意图共性？（4点）：多种多样，以圆柱(杆)状与卵园状最多。

细胞功能和生理状态（旺盛与否）有关；1）形状与组成①形状：线粒体由内外两层单位膜套叠而成（封闭的囊状结构内外膜不相连）;②线粒体由外膜、内膜、膜间隙及基质(内室)组成。

2）外膜（outer membrane）①包在线粒体最外面一种单位膜6~7nm。

②膜上排列整齐的孔蛋白（porin）筒状园柱体，2-3nm，允许分子量小于10KD的分子通过进入膜间隙。

③膜上含有合成线粒体脂类的蛋白和酶类。

④外膜标志酶是单胺氧化酶。

两层膜和两个腔的线粒体3、线粒体超微结构（电镜下），形态和排列，不同细胞差别大；需能多的细胞，嵴线粒体的功能——1）氧化磷酸化，合成ATP （主要功能）2）糖、脂肪和氨基酸最终氧化放能的场所(合成ATP) 。

①共同途径是：三羧循环和呼吸链的氧化磷酸化。

②涉及三个步骤三羧酸循环—Krebs 循环(一系列酶参与下，脱去5对H +放出CO 2）电子传递ATP 生成（能量转换）ATP 是一种活跃的化学能贮存形式。

*氧化磷酸化：活细胞中，伴随呼吸链的氧化过程而发生的能量转换和ATP 的形成(氧化和磷酸化相偶联)。

ATPCO 2葡萄糖O 2ATP丙酮酸线粒体细胞生命活动需要能量4、线粒体的功能：线粒体-----蛋白质、糖类和脂肪最终放能的场所生物氧化——共同途径：三羧循环和呼吸链的氧化磷酸化（基质中[H] ↓，膜间隙中[H] ↑）膜的完整性——②这些酶的复合体的排列有方向性（需要膜的完整）；③从丙酮酸生物氧化CO2+H2O过程中：产生15个ATP，2分子丙酮酸/葡萄糖→经酵解，经krebs循环及氧化磷酸化3个阶段后共生成36~38个ATP分子。

第1专题生命的物质基础、结构基础考纲盘点一、生命的物质基础1．组成生物体的化学元素2．组成生物体的化合物二、细胞——生命活动的基本单位细胞的结构和功能：细胞膜的分子结构和主要功能；细胞质基质;细胞器的结构和功能（线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡)；细胞核的结构和功能；细胞的生物膜系统(生物膜系统的概念、各种生物膜在结构和功能上的联系、研究生物膜的重要意义）；原核细胞的基本结构.知识网络(如图）第1讲生命的物质基础知识细化回顾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。

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，存在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是糖元。

5．脂质的种类和功能(1)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。

(2)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。

1、美国一项针对男性的研究显示美国一项针对男性的研究显示，，每天哪怕只喝一罐一罐330ml 330ml 330ml含糖饮料含糖饮料含糖饮料，，无论是碳酸饮料还是果汁饮料，会使心脏病发作几率升高几率升高20%20%。

2、哈佛公共卫生学院哈佛公共卫生学院营养学系研究小组通过分析营养学系研究小组通过分析“4288342883名男性的饮食习惯和健康状况名男性的饮食习惯和健康状况名男性的饮食习惯和健康状况。

调查对象在19861986至至20082008年间每两年接受一次相关问卷调年间每两年接受一次相关问卷调查，期间共报告期间共报告368336833683例心脏病发作例心脏病发作例心脏病发作。

3、研究人员综合考虑研究人员综合考虑吸烟吸烟吸烟、、饮酒饮酒、、服用维生素服用维生素、、家族病史家族病史、、运动量运动量、、身高体重指数等因素后的结果显示身高体重指数等因素后的结果显示，，与不喝含糖软饮的人相比与不喝含糖软饮的人相比，，每天喝一罐饮料的人心脏病发作几率升高喝一罐饮料的人心脏病发作几率升高20%20%20%；；每天喝两罐软饮每天喝两罐软饮，，心脏病发作几率升高发作几率升高42%42%42%；；喝三罐软饮喝三罐软饮，，心脏病发作几率升高心脏病发作几率升高69%69%69%。

（。

（。

（此前的此前的研究也已发现女性常喝软饮会导致同样问题研究也已发现女性常喝软饮会导致同样问题））4、血液检测结果显示血液检测结果显示，，常喝含糖饮料与体内导致炎症常喝含糖饮料与体内导致炎症，，是导致心脏病的因素之一的因素之一。

此外此外，，常喝含糖饮料的人通常血脂高常喝含糖饮料的人通常血脂高，，而高密度脂蛋白水平较低水平较低。

一、一罐糖软饮与心脏病（循环循环，，12/3）应该多喝什么？二、全球首例母体内胎儿肺部手术成功（13/3，西班牙医院西班牙医院））胎儿手术胎儿手术。

1、20102010年底年底年底333333岁的孕妇通过超声波判断岁的孕妇通过超声波判断岁的孕妇通过超声波判断，，体内2626周胎儿一侧支气管未与中心气管正常连周胎儿一侧支气管未与中心气管正常连接，面临出生死亡问题面临出生死亡问题，，而接受手术而接受手术。

【学习内容】复习专题――生命的物质基础、结构基础【知识归纳】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合物的学习，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。

在复习时，应注意物质与结构的联系。

要知道，原生质是细胞内的生命物质，细胞是原生质的基本结构形式。

也就是说，只有当物质以一定的形式构成结构时，才能够完成一定的功能。

例如一个完整的细胞能够完成一系列复杂有序的生命活动，而如果按比例将组成细胞的物质放入试管，在试管内就无法完成相应的生命活动。

例题1：下列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 能量的主要来源答案：D分析：这是教材上的一道课后练习题，同学们都能够做对，但在复习的时候你就应该从物质与结构的关系来看各个选项，而不是单从物质的角度出发。

A选项所说的事件（细胞成分的更新）只能发生在活细胞内，是因为活细胞内有着能完成一系列活动的结构，蛋白质的水解、分解反应，需要场所（细胞基质）、催化剂（酶）等条件，蛋白质的合成反应，需要场所（核糖体）、催化剂（酶）等条件；B、C选项与A选项相似；D选项提到了物质分解放能的问题，作为有机物蛋白质是可以氧化分解放能的（在体外氧化分解时，蛋白质的热价高于糖类），但是在细胞内能量则主要来自糖类物质的氧化分解。

由这个题目可以看出来，生命物质的功能往往要在构成一定结构的基础上才能表现出来。

例题2：在生物体的新陈代谢旺盛、生长迅速时，细胞中结合水与自由水的比值会是A 不变B 升高C 降低D 先降后升答案：C分析：在细胞内自由水的主要功能是为细胞内的化学反应提供介质，则细胞中的自由水越多，化学反应越充分、迅速，又因为新陈代谢的本质就是细胞内的化学反应，所以，自由水越多代谢越旺盛。

⽣命的物质基础和结构基础第⼀单元⽣命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰⽼、⽣物膜系统和细胞⼯程）1.1化学元素与⽣物体的关系1.2⽣物体中化学元素的组成特点1.3⽣物界与⾮⽣物界的统⼀性和差异性不同种⽣物体中化学元素的组成特点元素种类⼤体相同 C 、H 、O 、N 四种元素含量最多元素含量差异很⼤统⼀性组成⽣物体的化学元素，在⽆机⾃然界中都能找到差异性组成⽣物体的化学元素，在⽣物体和⽆机⾃然界中含量差异很⼤化学元素必需元素⼤量元素有害元素微量元素基本元素：C 、H 、O 、N 主要元素：C 、H 、O 、N 、P 、S最基本元素：C⾮必需元素⽆害元素C 、H 、 O 、N 、 P 、S 、 K 、Ca 、 MgFe 、Mn 、B 、Zn 、Cu 、Mo 等 Al 、Si 等Pb 、Hg 等1.4细胞中的化合物⼀览表化合物分类⽔①组成细胞②维持细胞形态③运输物质④提供反应场所⑤参与化学反应⑥维持⽣物⼤分⼦功能⑦调节渗透压⽆机盐①构成化合物（Fe 、Mg ）②组成细胞（如⾻细胞）③参与化学反应④维持细胞和内环境的渗透压）糖类单糖⼆糖多糖C 、H 、O①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）②组成核酸（核糖、脱氧核糖）③细胞识别（糖蛋⽩）④组成细胞壁（纤维素）脂质脂肪磷脂（类脂）固醇 C 、H 、OC 、H 、O 、N 、P C 、H 、O①供能（贮备能源）②组成⽣物膜③调节⽣殖和代谢（性激素、Vit.D ）④保护和保温蛋⽩质单纯蛋⽩（如胰岛素）结合蛋⽩（如糖蛋⽩） C 、H 、O 、N 、S （Fe 、Cu 、P 、Mo ……）①组成细胞和⽣物体②调节代谢（激素）③催化化学反应（酶）④运输、免疫、识别等核酸 DNA RNAC 、H 、O 、N 、P①贮存和传递遗传信息②控制⽣物性状③催化化学反应（RNA 类酶）1.5蛋⽩质的相关计算设构成蛋⽩质的氨基酸个数m ，构成蛋⽩质的肽链条数为n ，构成蛋⽩质的氨基酸的平均相对分⼦质量为a ，蛋⽩质中的肽键个数为x ，蛋⽩质的相对分⼦质量为y ，控制蛋⽩质的基因的最少碱基对数为r ，则肽键数＝脱去的⽔分⼦数，为 n m x -= ……………………………………①蛋⽩质的相对分⼦质量 x ma y 18-= …………………………………………②或者 x a ry 183-=…………………………………………③1.6蛋⽩质的组成层次名称基本组成单位核酸核苷酸（8种）⼀分⼦磷酸（H3PO4）⼀分⼦五碳糖（核糖或脱氧核糖）核苷⼀分⼦含氮碱基（5种：A、G、C、T、U）DNA 脱氧核苷酸（4种）⼀分⼦磷酸⼀分⼦脱氧核糖脱氧核苷⼀分⼦含氮碱基（A、G、C、T）RNA 核糖核苷酸（4种）⼀分⼦磷酸⼀分⼦核糖核糖核苷⼀分⼦含氮碱基（A、G、C、U）1.8⽣物⼤分⼦的组成特点及多样性的原因名称基本单位化学通式聚合⽅式多样性的原因多糖葡萄糖C6H12O6脱⽔缩合①葡萄糖数⽬不同②糖链的分⽀不同③化学键的不同蛋⽩质氨基酸①氨基酸数⽬不同②氨基酸种类不同③氨基酸排列次序不同④肽链的空间结构核酸（DNA和RNA）核苷酸②核苷酸排列次序不同③核苷酸种类不同C、H、O、N、S 氨基酸肽链基本成分C、H、O、N、P、Fe、Cu……离⼦和（或）分⼦其它成分蛋⽩质RNH2 COOHHC1.9⽣物组织中还原性糖、脂肪、蛋⽩质和DNA的鉴定物质试剂操作要点颜⾊反应还原性糖斐林试剂（甲液和⼄液）临时混合加热砖红⾊脂肪苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）切⽚⾼倍镜观察桔黄⾊（红⾊）蛋⽩质双缩脲试剂（A液和B液）先加试剂A再滴加试剂B沸⽔加热5min蓝⾊1.10选择透过性膜的特点1.11细胞膜的物质交换功能1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进⾏能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独⽴地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体选择透过性膜的特点三个通过⽔⾃由通过可以通过不能通过被选择的离⼦和⼩分⼦其它离⼦、⼩分⼦和⼤分⼦物质交换⼤分⼦、颗粒内吞外排离⼦、⼩分⼦⾃由扩散主动运输亲脂⼩分⼦⾼浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离⼦、不亲脂⼩分⼦低浓度——→⾼浓度需载体蛋⽩运载消耗细胞能量（ATP）膜的流性膜的流动性、膜融合特性原理7、有相对独⽴的转录翻译系统8、能⾃我分裂增殖1.13真核⽣物细胞器的⽐较名称化学组成存在位置膜结构主要功能线粒体蛋⽩质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA动植物细胞双层膜能量代谢有氧呼吸的主要场所叶绿体蛋⽩质、光合酶、RNA、脂质、DNA、⾊素植物叶⾁细胞光合作⽤内质⽹蛋⽩质、酶、脂质动植物细胞中⼴泛存在单层膜与蛋⽩质、脂质、糖类的加⼯、运输有关⾼尔基体蛋⽩质、脂质蛋⽩质的运输、加⼯、细胞分泌、细胞壁形成溶酶体蛋⽩质、脂质、酶细胞内消化核糖体蛋⽩质、RNA、酶⽆膜合成蛋⽩质中⼼体蛋⽩质动物细胞低等植物细胞与有丝分裂有关1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染⾊体和染⾊单体变化规律间期前期中期后期末期DNA含量2a—→4a 4a 4a 4a 2a 染⾊体数⽬（个）2N 2N 2N 4N 2N 染⾊体单数（个）0 4N 4N 0 0 染理化因素间期前期中期后期末期机理应⽤过量脱氧胸苷＋抑制DNA复制治疗癌症秋⽔仙素＋抑制纺锤体形成获得多倍体低温（2—4℃）＋＋＋＋＋影响酶活和供能低温贮藏注：＋表⽰有影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果类型分裂⽅式结果事例细胞质不分裂有丝分裂双（多）核细胞多核胚囊个别染⾊体不分离有丝分裂、减数分裂单体、多体21三体、唐⽒综合征全部染⾊体不分离有丝分裂、减数分裂多倍体四倍体植物染⾊体多次复制，但不分离有丝分裂多线巨⼤染⾊体果蝇唾腺染⾊体两个以上中⼼体有丝分裂多极核1.17细胞分裂与分化的关系1.18已分化细胞的特点1.19分化后形成的不同种类细胞的特点1.20分化与细胞全能性的关系1.21细胞的⽣活史G 1SG 2M周期性细胞终端分化细胞衰⽼死亡细胞绝⼤多数细胞少数细胞未分化分化衰⽼死亡⼲细胞分裂⼲细胞特点：（⽆限增殖）既分裂也分化异常分化癌变（永⽣）形态结构特化新陈代谢改变⽣理功能专⼀分裂能⼒丧失已分化细胞体细胞⽣殖细胞（如卵细胞、花粉）分化程度越低全能性越⾼，分化程度越⾼全能性越低分化程度⾼，全能性也⾼分化程度最低（尚未分化），全能性最⾼受精卵形态结构不同⽣理功能不同代谢活动不同基因表达不同不同种类细胞1.24细胞的死亡⽔酶⾊核透（⽔煤⾊⿊透）助记词⽔分减少，细胞萎缩，体积变⼩，代谢减慢⽔少酶低⾊累酶的活性降低⾊素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递核⼤细胞核体积增⼤，染⾊体固缩，染⾊加深透变细胞膜通透性改变，物质运输功能降低细胞死亡病理性死亡（细胞坏死）程序性死亡（细胞凋亡）环境因素突变病原体⼊侵正常⽣命需要动物变态花⼉凋谢极体消失蝌蚪尾部消失花瓣凋萎癌细胞的特点⽆限分裂增殖形态结构变化细胞物质改变正常功能丧失新陈代谢异常引发免疫反应成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋⽩减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。