绪论及生命的物质基础.docx

绪论及生命的物质基础.docx

《绪论及生命的物质基础.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《绪论及生命的物质基础.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

绪论及生命的物质基础

绪论及生命的物质基础

【本章知识框架】

【疑难精讲】

1．应激性、反射和适应性区别

应激性是指一切生物对外界各种刺激（如光、温度、声音、食物、化学物质、机械运动、地心引力等）所发生的反应。

反射是指多细胞高等动物通过神经系统对各种刺激发生的反应。

可见反射是应激性的一种表现形式，属应激性的一种。

适应性是指生物的形态结构和生理功能与环境相适合的现象。

应激性是一种动态反应，在比较短的时间内完成，适应性是通过长期的自然选择形成的，需要很长时间来形成。

应激性的结果是使生物适应环境，是适应性的生理基础。

各种生物所具有的应激性、反射和适应性都是由遗传决定的。

2．如何理解新陈代谢是生物的最基本特征

生物进行各项生命活动，正橡机械运动需要燃烧或电能一样，新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转化过程。

它包括同化作用和异化作用（或物质代谢和能量代谢）两个方面的内容。

生物体的任何生命活动都是建立在一定的物质变化和能量变化的基础之上的。

没有这一变化，也就不能称其为生物。

因此说新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。

3．生长和发育

生长是指生物体的体积由小变大，从新陈代谢的角度上看，同化作用大于异化作用，生物体有物质和能量的积累。

从生物体的结构角度上看，主要是细胞数目的增多和体积变大。

发育是生物个体从小长大，身体的结构和功能也发生一系列变化，最终发育成为一个成熟的个体。

生物体发育成熟后，就能够进行生殖，产生后代，以便保证种族的延续。

发育的细胞学基础是细胞的分裂和分化。

4．关于病毒、类病毒和朊病毒

病毒不具有细胞结构，但含有蛋白质和核酸这2类组成生命的最基本的物质，其核酸只有DNA或只有RNA，这是区别其与原核和真核生物的重要特征之一。

应该说，细胞是构成具有独立生命活动能力的生物所具有的结构。

是生物体结构和功能的基本单位。

类病毒是比病毒更简单的生物，其只含有核酸，无蛋白质；病毒、类病毒都属于专性寄生的生物，都没有细胞结构，都不能独立生活。

它们虽无细胞结构，但与其他生物一样具有严整的结构。

朊病毒（例如疯牛病的病原体）只含蛋白质，不含核酸（有人认为含有小分子的核酸片段）。

5．原生质的概念

人们最初研究构成细胞的化学元素时，由于物理和化学试验的手段还比较简单，还不能认识细胞内的化学成分，是由多种元素形成的多种化合物有机组成的混合体。

而是认为细胞中半透明、粘稠的物质，是一种生物特有的单一物质，称为原生质。

原生质即细胞内的生命物质。

随着研究手段的改进，人们开始认识到细胞内的物质不是单一纯净物，而是由多种化合物有机组合而成的混合物。

其中的每一种化合物有机组合而成的混合物。

其中的每一种化合物又都是由自然界中的基本元素化合而成的。

因而原生质这个概念被赋予了崭新的内容。

如下所示：

元素

原生质

6．组成生物体的化学元素分为大量元素与微量元素

大量元素指含量占生物体总质量的万分之一以上的元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素是指生物生命活动必需的，但需要量极少的一些元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等；组成生物体的最基本的元素是C；不同生物的组成元素有差异，元素的含量也不同；各种化学元素只有在生物体内特定的结构基础上才能发挥其生理作用。

学习组成生物体的化学元素的主要作用的相关内容时，着重记住一些常见元素的作用，如B元素可促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。

7．辩证地理解生物界和非生物界的统一性和差异性

生物界和非生物界都是由化学元素组成的，组成生命体的化学元素在无机自然界中都可以找到，没有一种元素是生物界所特有的；生命起源于非生物界；组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环流动；生物界和非生物界都遵守能量守恒和转化定律，这一些都说明生物界和非生物界具有统一性的一面。

但是，生物和非生物又存在着本质的区别，组成生物体的化学元素，在生物体内和自然界中的含量相差很大；无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生活的机体中，有机地结合在一起，才能表现出生命现象，因此生物界和非生物界又存在着差异性的一面。

8．注意区分大量元素与主要元素

大量元素是从含量上看，指含量占生物体重量的万分之一以上的元素，例如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；主要元素是从对生命体的作用上看，在组成生物体的大量元素中，C是最基本元素，没有C就没有生命。

C、H、O、N、P、S，约共占原生质总量的97%，生物体的大部分有机物是由这六种元素组成的。

9．生物体生命活动的物质基础

生命区别于非生命的基本特征之一是生物体都具有共同的物质基础和结构基础。

那么，生物体生命活动的共同的物质基础指的是什么呢？

包括两个方面的内容：

组成生物体的基本的化学元素和由这些元素构成的化合物。

自然界中的任何生物都是由化学元素组成的，构成细胞原生质的化学元素至少62种，其中重要的有24种，这些元素按其在生物体内的含量不同，可以分为大量元素和微量元素。

但不管含量的多少，这些必需元素在生物体内都有不可替代的作用，没有这些元素，生物体就不能表现出相应的生命活动，或者呈现出一定的病症。

从这个方面说，它们是生物体生命活动的基础。

组成生物体的化学元素虽然在生物体体内有一定的生理作用，但是单一的某种元素不可能表现出相应的生理功能，这些元素只有在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，有机地结合成各种化合物，这些化合物与其他的物质相互作用才能体现出相应的生理功能。

如蛋白质、核酸、糖类、脂肪等化合物有机地结合在一起才能体现出生物体的生命活动。

因此，这些化合物也是生命活动的物质基础。

【学法指导】

本部分建议复习2~3课时。

第1课时复习绪论，组成生物体的化学元素及化合物。

第2~3课时复习实验，并进行练习巩固。

在复习过程中要紧密联系生产、生活实际。

如：

1．联系初中知识：

例如，学习“生物体具有共同的物质基础和结构基础”这一特征时，要抓住两点：

一是从化学组成上分析生物体的基本组成物质是什么？

二是从结构上分析生物体的基本单位是什么？

可以联系初中讲的细胞及种子的成分来学习。

细胞是由各种化学成分构成的。

学习“生物体都有应激性”这一特征时，可以联系“反射”的概念，分清二者的异同点。

2．联系生活中的事例：

例如，学习“生物体都有应激性”这一特征时，联系植物根向地生长、茎背地生长和向光性，联系动物逃避敌害等现象。

学习“生物与环境的关系”时，联系周围的生物个体与其生活环境相适应的一些现象。

学习“生物的遗传和变异”这一特征时，联系生物的繁殖过程中亲代和子代之间性状上的异同点。

3．注意与非生物界问题的联系：

例如，学习“生物的新陈代谢”这一特征时，联系非生物界也有物质交换，但与生物体的物质交换有何区别呢？

在复习时教师可以设计表格，让学生比较填写，如：

4．参考表1、表2学习记忆糖类的有关知识。

 表1

种类

概念

示例

主要功能

单糖

不能水解的糖

葡萄糖、核糖、果糖、脱氧核糖、半乳糖

（1）构成生物体的重要成分（如：

五碳糖是构成核酸的成分，纤维素是构成细胞壁的成分）

（2）生物体进行生命活动的主要能源物质

二糖

水解后能够生成二分子单糖的糖

蔗糖、麦芽糖、乳糖

多糖

水解后能够生成许多单糖的糖

淀粉、纤维素、糖元

组成糖类的元素是C、H、O三种化学元素

 表2

动物细胞中最重要的多糖是糖元。

此题主要考查动植物细胞中所含的主要糖类。

5．参考表3学习脂类的有关知识。

表3

组成元素

种类

主要功能

主要由C、H、O三种化学元素组成，有的还含有N、P等元素

脂肪

主要是生物体内的贮能物质

类脂

类脂中的磷脂是构成细胞（器）膜的主要物质

固醇

维持正常的新陈代谢，主要包括胆固醇、性激素、维生素D等

 6．参考表4学习细胞内的核酸。

表4

组成元素

基本组成单位

种类

简称

主要存在场所

主要功能

主要由C、H、O、N、P等化学元素组成

核苷酸

核糖核酸

RNA

细胞质中

核酸是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传性和变异性的生物合成有极其重要的作用

脱氧核糖核酸

DNA

细胞核中

 【典型例题精讲】

［例1］一种雄性极乐鸟在生殖季节里，长出蓬松而分披的长饰羽。

决定这种性状的出现是由于

A．应激性B．多样性C．变异性D．遗传性

【解析】雄性极乐鸟在生殖季节里，长出蓬松而分披的长饰羽，它是这种鸟的特性，这种性状不是外界的刺激产生的反应，也不是亲代与子代或子代与子代之间个体的差异，而是这种鸟本身所具有的特性，这种性状是由遗传物质决定的。

【答案】D

［例2］生物与非生物最根本的区别在于生物体

A．具有严整的结构

B．通过一定的调节机制对刺激发生反应

C．通过新陈代谢进行自我更新

D．具有生长发育和产生后代的特性

【解析】新陈代谢是生物最基本的特性，是生物体进行一切生命活动的基础，生物应激性、生长发育和生殖、遗传和变异都建立在新陈代谢的基础上。

所以新陈代谢对生命的维持起重要作用，是生物与非生物最根本的区别。

生殖是生物体产生新个体的过程，使生物的种类不会由于个体的死亡而导致该物种的灭绝，即保持生命的连续性。

【答案】C

［例3］夏日，取池塘中一滴水制成装片，在显微镜下观察，你会发现一些生物的存在。

你确认它们是生物的根据是：

（1）______________________________________；

（2）______________________________________；

（3）______________________________________；

（4）______________________________________。

【解析】生物与非生物的区别是：

生物具有六个基本特征，而非生物不具有这六个特征。

夏天池塘水中，主要有原生动物等单细胞生物，在显微镜下观察夏天池塘水滴中是否有生物，应根据如下几点判断：

①看是否对外界刺激产生反应。

②在显微镜下看是否有细胞结构，在显微镜下能否看到细胞壁、细胞膜、细胞质中的叶绿体、细胞核等结构。

③看是否能自主运动。

④看是否进行分裂生殖。

有以上这些特点的是生物。

【答案】

（1）对刺激产生反应

（2）有细胞结构（3）能进行分裂生殖（4）能自主运动

［例4］组成生物体的大量元素中，组成有机物基本骨架的元素是

A．CB．HC．OD．N

【解析】C元素是组成有机物的基本骨架，这与它与其他元素易形成共价键且可形成碳碳之间共价键的成键特点是分不开的。

【答案】A

［例5］科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。

其配方如下：

离子

培养液浓度（m·mol/L）

K+

1

Na+

1

Mg2+

0.25

Ca2+

1

NO

2

H2PO

1

SO

0.25

Zn2+

1

其中花卉根细胞吸收量最少的离子是

A．Ca2+B．SO

C．Zn2+D．H2PO

【解析】根据组成生物体的化学元素，在生物体内的含量不同，分成大量元素和微量元素。

大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等。

由于植物体内含有大量的Ca、S、P等元素，这些元素只有靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P的离子分别是Ca2+、SO

、H2PO

，因此花卉对这些离子的吸收量较大。

而Zn属于微量元素，因此花卉对Zn2+的吸收量最少。

【答案】C

［例6］下面关于原生质的叙述，其中正确的是

A．是生命活动的结构基础B．一个植物细胞就是一小团原生质

C．是指原生动物体内的生命物质D．一个动物细胞就是一小团原生质

【解析】原生质是细胞内具有生命活性的物质，组成它的主要物质是蛋白质、脂类和核酸，在结构上分化为细胞膜、细胞质和细胞核三部分。

生命活动的结构基础是细胞，而不是原生质，一个植物细胞除细胞壁以外，其余部分都是原生质，故B不正确。

原生质是一切细胞内的生命物质，而不只是原生动物，故C不正确。

动物细胞就是一小团原生质。

【答案】D

［例7］由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是

A．氨基酸、葡萄糖、碱基B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖

C．核糖、碱基、磷酸D．脱氧核酸、碱基、磷酸

【解析】考查RNA的化学组成单位——核糖核苷酸，它由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成。

【答案】C

［例8］（2001年上海高考题）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】糖原和淀粉是多糖，由C、H、O三种元素组成，脂肪只有C、H、O三种元素组成，氨基酸由C、H、O、N四种元素组成，核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。

【答案】D

［例9］1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

A．m个B．n个C．（m+n）个D．（m－n）个

【解析】氨基酸分子相互结合的方式叫缩合，多肽水解变成氨基酸是氨基酸缩合形成多肽的逆过程，因此，一条多肽链完全水解需加入的水分子数正好是多肽形成时缩合失去的水分子数。

m个氨基酸缩合n条肽链时，失去水分子数为m－n个。

【答案】D

［例10］生物界在基本组成上的高度一致性表现在

①组成生物体的化学元素基本一致②各种生物体的核酸都相同③构成核酸的碱基都相同④各种生物的蛋白质都相同⑤构成蛋白质的氨基酸都相同

A．①②④B．①③⑤C．②④⑤D．①②③

【解析】组成生物体的化学元素基本一致，构成生物的核酸碱基都相同，生物体核酸有RNA和DNA两种，构成蛋白质的氨基酸都相同，这些方面体现了生物界在基本组成上的高度一致性。

不同生物中核酸的碱基排列顺序不同，DNA的结构不同，决定了蛋白质分子结构不同。

蛋白质和核酸具有多样性，生物种类不同，核酸和蛋白质分子不同。

【答案】B

［例11］（2001年上海高考题）下图是某动物组织的一个细胞，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是

A．糖元和RNAB．糖元和DNAC．淀粉和RNAD．淀粉和DNA

【解析】首先分析右图，此图无细胞壁，是动物细胞，动物细胞质内所含的多糖是糖原，其细胞质内含有DNA和RNA，但DNA主要存在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

【答案】A

 【达标训练】

一、选择题

1．组成家兔身体的主要元素是

A．C、H、O、N、Ca、PB．C、P、O、S、H、N

C．B、H、O、N、S、ZnD．H、O、K、S、P、Mg

【解析】解题时要思考哪些元素是基本元素，哪些元素是大量元素，哪些元素是主要元素，哪些元素是微量元素。

了解了这些知识，做这个题目就不难了。

A选项中的Ca是大量元素而不是主要元素，C选项中的Zn是微量元素，D项中的Mg是大量元素而不是主要元素，在生物体的大量元素中，C、H、O、N、P、S6种元素是组成原生质的主要元素，大约占原生质总量的97%。

【答案】B

2．（2003年上海高考题）下列物质中都含有氮元素的是

①核糖核酸②糖原③胰岛素④淀粉

A．①②B．①③

C．②③D．③④

【解析】核糖核酸主要由C、H、O、N、P构成；糖类主要由C、H、O构成；蛋白质主要由C、H、O、N构成。

【答案】B

3．从根本上说，生物体都是由非生物界中的化学元素构成的，生物界和非生物界是统一的。

说生物界和非生物界具有差异性的原因是

A．构成生物体的化学元素具有特异性功能

B．生物体中有个别的化学元素在非生物界中

C．组成生物体的化学元素在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大

D．C、H、O、N4种元素在生物体中约占原生质总量的97%

【解析】化学元素本身的功能在生物体内和在非生物界中的作用是相同的，并无特异性；在生物体内的化学元素构成的化合物是完成生命活动的基础，这是非生物界所没有的；组成生物体中的任何化学元素都能在非生物界中找到；从化学元素上分析，生物界和非生物界具有差异性的原因是：

组成生物体的元素含量和无机自然界中的元素含量相差很大。

【答案】C

4．生活在沙漠中的仙人掌和生活在海洋中的鲨鱼，组成他们的化学元素

A．完全相同B．完全不同C．大体相同D．无法确定

【解析】任何生物体都是由非生物界中的化学元素构成的，自然界中的化学元素约有100多种，而组成生物体的元素大约20种，其中C、H、O、N、P、S等6种元素占原生质总量的97%，不同生物体内的各种化学元素的含量相差很大，但不同生物体中化学元素的种类大体相同。

【答案】C

5．下列关于原生质的叙述，正确的是

A．原生质是指细胞质B．原生质是非生物界中的一种物质

C．原生质是细胞内的生命物质D．原生质是一种生物

【解析】解答此题的关键是如何理解生命物质，明确原生质的构成。

生命物质是生物体中特有的，并能完成生命活动的物质。

原生质可分为细胞膜、细胞质和细胞核三部分，而这三部分都是生物体中由不同的化合物组成的能够完成生命活动的结构基础。

原生质并不包括细胞内的所有物质，如细胞壁就不是原生质。

由此可推知，一个动物细胞就是一小团原生质，植物细胞则不是。

【答案】C

6．（2003年上海高考题）谷氨酸的R基为C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是

A．5、9、4、1B．4、8、5、1

C．5、8、4、1D．4、9、4、1

【解析】由氨基酸的通式：

，可推知选项同A正确。

 【答案】A

7．细胞学说的主要内容是

A．一切动物和植物都是由细胞构成的B．一切生物都是由细胞构成的

C．植物细胞是由动物细胞进化而来的D．细胞是原生质的具体存在形式

【答案】A

8．大量元素是指含量占生物体总重量的多少以上的元素

A．万分之一B．百分之一C．95%D．96%

【解析】考查大量元素的概念，是指占生物体总重量的万分之一，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

【答案】A

9．组成小麦植株的主要元素是

A．C、H、O、N、P、SB．C、H、O、N、P、K

C．C、H、O、N、PD．C、H、O、N、P、S

【解析】　主要元素从对生物体作用上看，C、H、O、N、P、S是组成原生质的主要元素，约占原生质总量的95%，生物体的大部分有机物是由这六种元素组成的。

【答案】A

10．哺乳动物的血液中某种无机盐的含量低于正常值时会引起动物抽搐，这种无机盐是

A．钠盐B．钾盐

C．钙盐D．镁盐

【解析】体内血液少Ca2+会引起抽搐。

【答案】C

11．最可能缺少下列哪种元素时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良

A．BB．NC．PD．K

【解析】微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管伸长，缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，还会使结实率低。

【答案】A

12．下列各项中，哪组所包含的元素都占生物总重量的万分之一以下

A．C、N、P、FeB．C、N、Ca、MgC．K、Ca、P、CuD．Zn、Cu、B、Mo

【解析】考查微量元素的种类，微量元素指Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

【答案】D

13．下列有关微量元素的叙述错误的是

A．微量元素是生物生活所必需的，是含量很少的元素

B．微量元素对于维护正常生命活动不可缺少

C．原生质中所有微量元素的总和少于3%

D．所有的占生物体总重量万分之一以下的元素都是微量元素

【解析】微量元素首先是指在生物体有重要作用即为必需元素，没有或缺少它，生物就不能表现出相应的生命活动，或者呈现出一定的病症，另外含量还极少。

所以不是只要含量少的元素，都可称为微量元素。

【答案】D

14．组成生物体的大量元素中，大约共占原生质体总量的97%的是

A．C、H、O、N、P、SB．C、H、O、N、P、Ca

C．H、O、N、P、K、CaD．C、H、O、N、S、K

【答案】A

15．在组成植物体的化学元素中，质量分数最多的是

A．O元素B．C元素C．H元素D．N元素

【解析】植物体的组成元素中，有65%为氧元素，18%为碳元素，10%为氢元素，3%为氮元素。

【答案】A

16．（2003年新课程理综高考题）在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应该是

A．产生气泡B．溶液呈紫色C．溶液呈蓝色D．产生砖红色沉淀

【解析】过氧化氢酶其化学本质是蛋白质，过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂即检验蛋白质。

蛋白质的检测方法是用双缩脲试剂，溶液呈紫色。

本题可以直接根据自己掌握的理论知识或实践，直接选择正确答案。

若审题不清，看到过氧化氢酶即理解成过氧化氢溶液，那么本题就会选择错误的答案了。

【答案】B

17．C、H、N三种元素在组成人体的化学成分中，质量分数占73%左右，而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数不到1%，这个事实说明

A．生物界和非生物界具有统一性B．生物界和非生物界具有差异性

C．这三种元素是组成人体的主要元素D．生物界和非生物界的组成元素是完全不同的

【解析】没有一种化学元素是生物界所特有的，体现了生物界和非生物界的统一性；但各种元素在生物界和非生物界中各自的含量相差很大，又说明了生物和非生物的差异性。

【答案】B

18．细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质中的遗传物质是

A．DNAB．RNAC．DNA和RNAD．DNA或RNA

【解析】此题的迷惑性很大，容易误认为是RNA。

RNA主要存在于细胞质里，但细胞质或细胞核中的遗传物质都是DNA。

关于这个问题在遗传部分还要讲。

【答案】A

19．某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含在—NH2和—COOH的数目至少为

A．110，110B．109，109C．9，9D．1，1

【解析】多肽链是由多个氨基酸分子脱水缩合而成的大分子。

在多肽链形成过程中第一个氨基酸分子的羧基与第二个氨基酸分子的氨基脱水缩合形成肽键。

同样第二个氨基酸分子的羧基与第三个氨基酸分子的氨基脱水缩合形成肽键。

依此类推，若一个由n个氨基酸组成的多肽分子，其第n－1个氨基酸的羧基就与第n个氨基酸的氨基脱水缩合形成该分子的最后一个肽键。

这样这个多肽分子就含有n－1个肽键，其第一个氨基酸至少还有一个游离的氨基，第n个氨基酸至少还有一个游离的羧基，即这个多肽分子至少含有一个氨基和一个羧基。

【答案】D

20．一种蛋白质是由两条肽链构成的，共含有100个氨基酸，若每个氨基酸的相对分子质量平均是120，则该蛋白质的相对分子质量约是

A．12000B．10236C．10218D．13764

【解析】该蛋白质由两条肽链构成，氨基酸缩合形成多肽，同时失去水分子。

根据前面所讲，氨基酸缩合形成两条肽链时失去水分子数是：

100－2=98个。

由此推知，该蛋白质的相对分子质量约是：

120×100－（100－2）×18=10236。

【答案】B

21．（2003年上海高考题）水蛭素是由65个氨基酸组成的蛋白质，控制该蛋白质合成的基因碱基数至少应是

A．390B．195C．65D．260

【解析】在DNA的模板链上3个相邻的碱基编码一个氨基酸，水蛭素是由65个氨基酸组成的蛋白质，则mRNA上的碱基共有195个。

可推知DNA上的碱基数为195×2=390。

【答案】A

22．分子式为C1864H3012O576N468S21的化合物最可能是

A．糖类B．蛋白质C．脂类D．核酸

【解析】　构成细胞的各种化合物都是由不同的化学元素构成的，主要需根据构成化合物的元素种类来判断化合物的种类。

糖类只含C、H、O