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第一章 走近生命科学
第一节 走进生命科学的世纪
一．生命科学发展简史
1．生命科学发展阶段
（1）描述法和比较法生物学阶段
我国古代：《诗经》——诗歌总集；贾思勰《齐民要素》——农书；李时珍《本草纲目》——药书。
国外：17世纪显微镜的发明，生物研究进入细胞水平；18世纪林耐的“生物分类法则”；19世纪施莱登和施旺的“细胞学说”；达尔文《物种起源》的“进化论”。
（2）实验法生物学阶段
遗传学奠基人孟德尔的豌豆杂交试验和摩尔根进一步揭示遗传机制(伴性遗传)的果蝇实验。
（3）分子生物学阶段
1953年DNA双螺旋结构的分子模型建立，生物研究进入分子水平(微观领域)；我国科学家人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸(核酸领域)。
2．当代生命科学的发展方向
微观领域的方向——分子生物学
宏观领域的方向——生态学
3．当代生命科学研究的重大成果
人体胚胎干细胞研究——世界十大科学成就之首
人体基因组计划——生命科学的“阿波罗登月计划”(用于人类疾病的基因诊断、治疗)
 二．展望生命科学新世纪
后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学。
三．生命科学的定义
生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称，它是研究生命活动及其规律的科学，并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。
四．本节例题
1．下列不属于生物工程方面成就的是（ B ）
A．乙型肝炎疫苗的研制成功
B．细胞学说的建立
C．抗虫棉品种的培育成功
D．能分解石油的“超级细菌”
【解析】细胞学说是自1665年虎克用自制显微镜观察研究生物开始，到19世纪30年代德国的植物学家施莱登和动物学家施旺在总结许多科学家的研究成果和结合自己研究的基础上提出的。其内容是：一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是构成生物体的基本单位。所以细胞学说不是生物工程方面的成就。其余三项是生物工程方面的成就。
2．继1997年英国的多利羊诞生后，2001年12月，我国山东曹县的多头克隆牛相继问世。利用动物体细胞克隆出新个体的理论依据是（ C ）
A．无性生殖
B．有性生殖
C．细胞的全能性
D．DNA独特的双螺旋结构
【解析】克隆是指无性生殖系，具体地说，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA、细胞或个体。从生殖方式看属于无性生殖，但题干要求解释的是已分化的体细胞为什么能发育成新个体，从遗传学角度分析，已分化的动物体细胞之所以能发育成和供体个体相似的生物体，说明它们具有基本相同的遗传物质，且供体细胞中的这些遗传物质具有发育成完整个体的潜能——细胞的全能性。
3．2003年2月l4日，世界上第一只体细胞克隆动物——6岁的多利羊因进行性肺病恶化，被处以“安乐死”，其年龄仅为正常羊寿命的一半，下列评论中不合理的是（ C ）
A．多利羊过早死亡表明克隆动物可能存在基因缺陷
B．这引发了关于克隆动物的新一轮争论
C．应该尽快禁止克隆动物的研究
D．动物体细胞克隆技术有待改进和提高
【解析】克隆技术作为一项新的科学技术，还处于发展阶段，还不成熟；可能存在基因缺陷；而从伦理角度的争论就更多，尤其是克隆人。应该从提高技术水平、制定相关的规范等角度促进其发展，而不是盲目禁止。

第二节 走进生命科学实验室
一．生命科学探究的基本步骤
1．基本步骤
学习或生活实践——提出疑问——提出假设——设计实验——实施实验——分析数据——得出结论——解答疑问——新的疑问——进一步探究。
2．实验设计的原则
（1）等量原则；（2）单一变量原则；（3）设置对照原则；（4）可操作性原则；（5）平行重复原则；（6）随机性原则。
二．生命科学实验的基本要求
重视观察和实验：（1）带着问题学习；（2）了解方法和步骤；（3）做好观察和记录；（4）及时处理数据；（5）做好讨论和实验报告。
三．本节例题
1．1882年，荷兰医生艾克曼率领一支医疗队到达荷属东印度。艾克曼注意到脚气病在当地人群中蔓延。艾克曼开始研究病因，最初，他根据疾病的突发性，认为脚气病可能是一种传染病，却一直没有找到可能引起脚气病的病原菌。1890 年，他的实验鸡群中爆发了多发性神经炎，症状与脚气病相似，得病的鸡出现痉挛，颈部间后弯曲，但仍然没有找到致病微生物。而一位饲养员用米糠代替精米，所喂养的鸡只只都很健康。这一现象引起艾克曼的注意，他意识到脚气病可能是一种营养缺乏病，米糠中可能含有治疗脚气病的因子。艾克曼把鸡分成两组，进行胃饲实验。l897年，艾克曼终于证明实验鸡群的多发性神经炎是由精米喂养引起，加入米糠即可治愈。他也用米糠治愈了所有求诊的脚气病病人。后来两位科学家从米糠中分离出这种营养因素即维生素B1或称硫胺素。
（1）艾克曼把鸡分成两组，分别是实验组和对照组。
（2）从维生素B的发现得出生命科学探究的一般步骤是：提出疑问，提出假设，设计实验，实施实验，分析数据，得出结论。
【解析】实验设计的原则之一是设置对照，所以分成实验组和对照组。实验组也可以根据具体情况再分组。

实验1.1 细胞的观察和测量
一．实验目的
学会高倍显微镜的使用和显微测微尺的使用。
二．实验原理
应用显微镜的成像原理，同时借助显微镜的物镜测微尺和目镜测微尺，两尺配合使用，进行测量和运算，得出细胞的大小。
三．实验过程
1．低倍镜观察：对光→规范地安放玻片→调焦→低倍镜观察。
2．高倍镜的使用：在高倍镜下观察细胞，首先必须在低倍镜下调整焦距使物像达到最清晰，并把要进一步放大的物像移到视野的正中央。转动转换器，使高倍镜到位。在转动时，两眼要从显微镜侧面注意观察，避免镜头与玻片相碰。在高倍镜下观察细胞应使用细调节器，绝不可以用粗调节器，避免镜头压碎玻片。
3．放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。
4．显微测微尺的使用
（1）将物镜测微尺有刻度的一面朝上放在载物台上夹好，使测微尺刻度位于视野中央。调焦至看清物镜测微尺的刻度。
（2）小心移动物镜测微尺和目镜测微尺(如目镜测微尺刻度模糊，可转动目镜上透镜进行调焦，使两尺左边的“0”点一直线重合，然后由左向右找出两尺另一重合的直线。
（3）记录两条重合线间目镜测微尺和物镜测微尺的格数。按照下式计算目镜测微尺每格的长度等于多少μm。
若 物镜测微尺每格长度=l0μm。
则 目镜测微尺每格的长度(μm)=物镜测微尺的格数/目镜测微尺的格数×10。
例如：目镜测微尺20小格等于镜台测微尺3小格，已知镜台测微尺每格10μm ，则3小格的宽度为3×10=30μm，那么相应地在目镜测微尺上每小格大小为：3×10÷20=1.5μm。
四．注意事项
1．镜检时，如有必要使镜筒倾斜，须注意倾斜角度不能超过45°，以免由于整个镜体重心不稳而翻倒。
2．转动调节器时，不要用力过猛，以防机件损坏。

典型例题
1．(2002)下列现象不属于应激性的是（ D ）
A．植物根的向地生长
B．植物茎的向光性
C．蛾类的夜间活动
D．仙人掌的叶变成刺
2．(2001)植物的根向地生长，而茎则背地生长，这种现象说明生物具有（ D ）
A．新陈代谢作用
B．遗传性
C．变异性
D．应激性
3．(2000)生物个体死亡不会导致该物种绝灭，主要是由于生物具有（ C ）
A．遗传变异特征
B．新陈代谢特征
C．生殖特征
D．适应环境的特征
本章小结
1．生命科学是研究生命活动及其规律的科学，是与我们的生存有着密切关系的一门基础科学。它涉及到种植业、畜牧业、渔业、食品加工业、医学、制药、环境保护等方面，关系到人类生活的各个领域。
2．在生命科学发展的早期，主要是采用描述法和比较法进行生物体形态结构特征的观察和记录。随着生命科学、物理学、化学和数学的发展和相互渗透，实验法逐渐成为生命科学主要研究手段。
3．17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入到细胞水平。1953年DNA双螺旋结构分子模型的建立，将生命科学的研究深入到分子水平，并为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。
4．21世纪将是生命科学突飞猛进的时代，它面临的重大课题有后基因组学、基因治疗和转基因技术、生物多样性保护和脑科学研究等。它将对人类和社会经济的发展产生决定性的影响。
5．生命科学的探究过程源自问题的提出，为了解决问题，可以提出多种假设，用观察、调查和实验来检验假设是否正确，从而获得新的发现和新的理论。在探究过程中，还可能提出更多的问题，激发进一步探究。查阅与问题相关的文献资料，有助于假设的提出和实验的设计。
6．从总体上看，当代生物科学主要朝着微观和宏观两个方面发展：在微观方面，生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质；在宏观方面，生态学逐渐兴起并取得了巨大发展。

第二章 生命的物质基础
第一节 生物体中的无机化合物
一．水
1．含量：是生物体中含量最多的化合物。不同生物的含水量不同，不同的生长发育阶段含水量不同，代谢旺盛的器官含水量高。
2．存在形式：（1）结合水(4.5%)；（2）自由水。
3．生理功能
结合水：与其他大分子物质一起构成细胞的组成成分。
自由水：（1）自由水是细胞中的良好溶剂；（2）参与各种代谢；（3）运输养料和废物；（4）调节体温；（5）维持细胞形态。
4．人体缺乏表现：（1）缺水10%，生理紊乱；（2）缺水20%，生命停止。

二．无机盐
1．含量：是生物体中含量最少的化合物，仅占细胞干重的1%。
2．存在形式：大多以离子状态存在。
3．生理功能
（1）参与组成生物体内的重要化合物。如：血红蛋白：Fe2+、骨骼：Ca2+(缺钙，肌肉抽搐)、PO43—是磷脂的组成成分、Mg是植物叶绿素的必需成分、Zn是多种酶的组成元素、I是甲状腺素的原料。
（2）参与生物体的代谢活动。
（3）调节机体的渗透压和酸碱平衡。
三．本节例题
1．下列有关组成生物体的化学元素的叙述错误的是（ B ）
A．在不同的生物体内，组成它们的化学元素种类大体相同
B．在同一种生物体内，各种化学元素的含量相同
C．组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到
D．组成生物体最基本的元素是C
【解析】不管是哪一种生物，组成它们的化学元素种类大体相同，但是含量是不同的。组成生物体的元素中，C是最基本的元素(约占生物体干重的49%)。
2．过度肥胖者的脂肪组织中，占细胞重量的60%以上的物质是（ C ）
A．蛋白质
B．脂肪
C．水
D．糖类
【解析】只要是活的细胞，无论是哪种类型，水是生物体内含量最多的化合物。
3．某人剧烈运动时，引起肌肉突然抽搐的血液中下列含量过低的物质是（ D ）
A．水分
B．钠盐
C．钾盐
D．钙盐
【解析】本题主要考查的是无机盐对生命活动的重要调节作用。钙元素是骨胳、牙齿的重要组成成分，对调节肌细胞的活动有重要作用。由于各种元素是以化合物的形式存在于生物体中的，所以应选钙盐。

第二节 生物体中的有机化合物
一．糖类
1．概念：符合化学通式Cm(H2O)n，俗称碳水化合物。(m，n≥3)，m，n可以不相等。组成元素C、H、O。
2．作用
（1）维持生命活动所需能量的主要来源；
（2）组成生物体结构的基本原料。
3．种类
种类
分布
功能
单糖：不能水解的最简单的糖
戊糖
核糖(C5H10O5)
细胞中都有
组成RNA的成分
脱氧核糖(C5H10O4)
细胞中都有
组成DNA的成分
己糖
葡萄糖(C6H12O6)
细胞中都有
主要的能源物质
果糖(C6H12O6)
植物细胞中
提供能量
半乳糖(C6H12O6)
动物细胞中
提供能量
双糖：由两分子单糖经脱水缩合而成的糖
麦芽糖(C12H22O11)
发芽的种子含量丰富
提供能量
蔗糖(C12H22O11)
甘蔗甜菜含量丰富
提供能量
乳糖(C12H22O11)
动物乳汁含量丰富
提供能量
多糖：由许多个葡萄糖经脱水缩合而成的糖
淀粉(CH2O)n
叶绿体、块根、块茎、种子中
储存能量
纤维素(CH2O)n
植物细胞的细胞壁
支持保护细胞
糖原
(CH2O)n
肝糖原
动物的肝脏中
储存能量，调节血糖
肌糖原
动物的肌肉组织中
储存能量
4．其他多糖物质：多糖+脂质=糖脂 多糖+蛋白质=糖蛋白
二．脂质：俗称脂类物质。
1．化学性质：不溶于水，易溶于有机溶剂。
2．种类
（1）脂肪(甘油三酯)：组成元素C、H、O。
①基本成分：甘油和脂肪酸。
甘油：脂肪分子中碳与碳之间由双键连接，即含不饱和脂肪酸，室温时呈液态，称为(植物)油。植物油为脂溶性维生素的溶剂。
脂肪酸：脂肪分子中碳与碳之间均以单键连接，即只含饱和脂肪酸，室温时呈固态，称为(动物)脂。
②作用：最好的储能物质；缓冲外界打击；防止能量损失，维持体温恒定。
（2）磷脂：组成元素C、H、O、N、P。①结构：由亲水的头部和疏水的尾部组成极性分子。②功能：组成细胞膜结构的双分子层。③种类：卵磷脂和脑磷脂。
（3）胆固醇：①含量：正常人体含l50g。②分布：全身各组织中，以脑及神经组织中最为丰富，在内脏和皮下脂肪的含量也高。③功能：组成细胞膜结构的重要成分；机体生成激素(雌激素、雄激素、肾上腺皮质激素)和维生素D的原料。④血液胆固醇偏高与心血管疾病发生明显相关。
三．蛋白质
1．概念
R
NH2
COOH
H
C
以氨基酸为基本单位，由一条或者多条多肽链构成的大分子化合物。是生物体中含量最多的有机物(干重占50%)。氨基酸有20种，其中8种是必需氨基酸，须从食物中获得。
2．基本组成单位：氨基酸。
组成元素C、H、O、N。

（1）共同特点：在与羧基(—COOH)相连的C原子上同时连有一个氨基(—NH2)。
（2）不同之处：侧链所连接R基团不同，代表不同的氨基酸种类。
3．化学结构
（1）肽键(—CO—NH—)：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水缩合形成的化学键。
在由一条多肽链组成的蛋白质分子中，如果分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数=M－1。
在由N条多肽链组成的蛋白质分子中，如果分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数=M－N。
蛋白质的分子量=氨基酸个数×平均分子量－脱下的水分子数×18
（2）肽链：氨基酸通过肽键连接而成的链状结构。肽链不是直线结构，而是折叠或螺旋成一定的空间结构。
（3）多肽：由3个以上氨基酸残基连成的肽链，3个组成就是三肽，4个组成就是四肽，……n个氨基酸组成就是n肽。
（4）自由氨基和自由羧基：每条多肽链的一端至少有1个自由氨基(N端)，另一端至少有一个自由羧基(C端)。
4．蛋白质多样性的原因：20种氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构(功能多样性的主因)。
5．功能
（1）机体构造的主要成分(结构物质)。
（2）酶、抗体、激素(胰岛素、生长素)、血红蛋白等的必需原料(调节物质)。
（3）分解供能占日需总能的10%~15%(能源物质)。
四．核酸
1．定义：细胞内携带遗传信息的物质。组成单位：核苷酸，组成元素C、H、O、N、P。
2．分类

脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
结构
规则的双螺旋结构
单链结构
组成基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
嘌呤
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)
嘧啶
胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
五碳糖
脱氧核糖
核糖
无机酸
磷酸
磷酸
分布
主要存在于细胞核
主要存在于细胞质
3．作用：核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质，对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
五．维生素
1．概念：是生物生长和代谢必需的微量有机化合物。
2．特点：需要量极少，但不能缺乏。膳食多样化是避免缺乏症的合理方法。
3．分类：根据溶解特性划分。
（1）脂溶性维生素：A(夜盲症)、D(软骨病、佝偻病)、E、K溶解于脂肪，不溶于水，与脂肪一起被淋巴组织吸收后，可在体内储存。
（2）水溶性维生素：B族(B1和B6) (皮炎、神经炎)、C(坏血症)溶解于水，不溶于脂肪，直接吸收进入血液中，吸收后很少储存，过多的则由尿液排出。
六．本节例题
1．动物细胞中的主要能源物质是（ A ）
A．葡萄糖
B．乳糖
C．糖原
D．蔗糖
【解析】生命活动的主要能源物质是葡萄糖，乳糖是动物双糖，糖原是动物体的储能多糖，蔗糖是植物双糖。
2．一个由n条多肽链组成的蛋白质分子共由m个氨基酸脱水缩合而成，该蛋白质完全水解共需水分子（ D ）
A．n个
B．m个
C．(m+n)个
D．(m－n)个
【解析】本题考查内容是关于蛋白质的结构与水解。水解就是在特定条件下，把蛋白质分子从肽键处断开形成氨基酸的过程，所需水分子数就是肽键数。m个氨基酸在组成n条多肽链的蛋白质过程中，脱去m－n个水分子，同时形成m－n个肽键，所以水解需要m－n个水分子。

3．比较糖类和脂质的组成元素，结果如下表。据表回答：
含量
成分
C
H
O
物质
脂质
75%
12%
13%
糖类
44%
6%
50%
（1）糖类和脂质在化学组成上的相同点是都含有C，H，O元素。
（2）糖类和脂质在化学组成上的不同点是各种元素所占的比例不同。
（3）1g葡萄糖氧化分解释放的能量为17.15kJ，而1g脂肪氧化分解释放的能量为38.91kJ。解释原因脂肪中所含的氢较多，因此储存的能量较多。
【解析】本题考查的是糖类和脂质的化学元素组成。糖类和脂质都具有C，H，O三种化学元素，不同的是各种元素所占的比例。脂肪与葡萄糖相比，氧的含量较少，但氢的含量较多，因此两者在氧化时，所释放的能量不同。
4．细胞中脂肪的作用是（ B ）
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】脂肪是生物体内储存能量的物质。此外，高等动物和人体的脂肪，还有减少身体热能的散失，维持体温，减少内部器官之间的摩擦和缓冲外界压力的作用。
5．下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质，则其中含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是（ A ）
①NH2—CH2—COOH
②NH2—CH2—CH2OH
③NH2—CH—CH2—COOH
│
COOH
④NH2—CH—CH2—COOH
│
NH2
⑤NH2—CH—(CH2)4—NH2
│
COOH

A．2, 2, 2
B．3, 3, 2
C．4, 3, 3
D．3, 4, 3
【解析】首先根据氨基酸分子的结构通式判断哪些物质是构成蛋白质的氨基酸，哪些物质不是构成蛋白质的氨基酸。将5种物质与氨基酸的结构通式进行比较，就可发现：②不是氨基酸，④虽是含氨基的酸，但不是构成蛋白质的氨基酸，因为构成蛋白质的氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。其次，将构成蛋白质的氨基酸按照脱水缩合的方式连接起来形成三肽，最后数出此三肽中氨基、羧基和肽键数目：氨基2个，羧基2个，肽键2个。
6．肝糖原经过酶的催化作用，最终水解成（ A ）
A．葡萄糖
B．乳糖
C．麦芽糖
D．CO2和H2O
【解析】肝糖原是动物体内储能物质，属于多糖，经水解后能够生成单糖(葡萄糖)。CO2和H2O是肝糖原氧化分解的终产物，也称为代谢最终产物。
7．下列关于核酸的叙述中，正确的是（ C ）
A．核酸由C，H，O，N元素组成
B．除病毒外，一切生物都有核酸存在
C．核酸是一切生物的遗传物质
D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸
【解析】核酸的元素组成主要是C，H，O，N，P，任何一种核酸中都含有P。核酸是一切生物的遗传物质，病毒也是一种生物，是由蛋白质衣壳和核酸核心组成，核酸是DNA或RNA。核酸分为两大类，一类是脱氧核糖核酸，基本单位是脱氧核糖核苷酸；一类是核糖核酸，基本单位是核糖核苷酸。所以A，B，D三项都是错误的。
8．T2噬菌体，鸡，禽流感病毒的核酸中各具有的碱基和核苷酸种类依次分别是（ C ）
A．4, 8, 4和4, 8, 4
B．4, 5, 4和4, 5, 4
C．4, 5, 4和4, 8, 4
D．4, 8, 4和4, 5, 4
【解析】本题考查的是核酸的种类以及DNA、RNA的化学组成和区别。构成噬菌体和禽流感病毒的核酸只有一种，分别为DNA和RNA，组成DNA和RNA的碱基各四种；组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸，都是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。鸡属于动物，构成它的核酸包括DNA和RNA两类。由于DNA和RNA各含有的4种碱基中，有A，C，G三种相同，只是RNA中以U代替了DNA中的T，因此构成DNA和RNA的碱基实际上就有5种；构成DNA和RNA的核苷酸，虽有三种碱基相同，但由于五碳糖不同，DNA中的核苷酸是由脱氧核糖组成的四种脱氧核苷酸，RNA中的核苷酸是由核糖组成的四种核糖核苷酸。因此，DNA和RNA中的核苷酸共有8种。

实验2.1 食物中的主要营养成分的鉴定
一．实验目的
学会植物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的鉴定。
二．实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中有关有机物产生特定颜色反应。可以根据特定的颜色反应，鉴定生物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的存在。
三．实验过程
1．预备实验
材料
方法与试剂
现象
结论
1%淀粉糊
在试管中加1%淀粉糊(多糖)2mL，滴加碘液2滴
蓝色
淀粉糊中有大量淀粉存在(多糖鉴定法)
1%葡萄糖溶液
在试管中加葡萄糖溶液2mL，滴加2滴班氏试剂，均匀加热至沸腾
砖红色
葡萄糖属于还原性糖(还原性糖鉴定法)
10%鸡蛋清溶液
在试管中加鸡蛋清溶液2mL，然后加入2mL 5% NaOH溶液震荡，再滴加2～3滴1% CuSO4溶液(5% NaOH+ l% CuSO4称为双缩脲试剂)
紫色
蛋清中含有蛋白质(蛋白质鉴定法)
植物油
在试管中加植物油2mL，逐步滴加苏丹Ⅲ染液几滴
橘红色
植物油属于脂肪(脂肪鉴定法)
2．正式实验
（1）梨果肉薄片+班氏试剂(均匀加热)→红黄色沉淀；
（2）花生仁子叶薄片+苏丹Ⅲ染液→橘红色；
（3）含有蛋白质的材料与双缩脲试剂产生紫色反应。
四．注意事项
1．还原性糖的鉴定：预备实验时，加热试管中的溶液，应使用试管夹夹住试管上部，并放入盛有开水的大烧杯中水浴加热。
2．脂肪的鉴定：切片时刀口要向内，同时注意不要伤着自己和他人。
3．蛋白质的鉴定：使用双缩脲试剂时，应先加NaOH溶液，造成碱性环境，再加CuSO4溶液，且CuSO4溶液不能多加，否则CuSO4的蓝色将遮盖颜色反应的真实结果。

典型例题
1．(2002)生物体生命活动的物质基础是指（ C ）
A．各种化合物
B．各种化学元素
C．组成生物体的各种化学元素和化合物
D．大量元素和微量元素
2．(2002)在鉴定蛋白质的实验中，在含蛋白质溶液的试管中加入双缩脲试剂，振荡均匀后，溶液呈现的颜色是（ C ）
A．砖红色
B．白色
C．紫色
D．橘红色
3．(2002)谷氨酸的R基为－C3H5O2，在谷氨酸分子中，碳和氧的原子数分别是（ B ）
A．4、4
B．5、4
C．4、5
D．5、5
4．(2002)下列能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀物的是（ C ）
A．纤维素
B．淀粉
C．葡萄糖
D．脂肪
5．(2002)某蛋白质由A、B、两条肽链构成，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，缩合时形成的水分子数为（ B ）
A．48
B．49
C．50
D．51
6．(2001)下列物质中，不属于蛋白质的是（ B ）
A．淀粉酶
B．性激素
C．胰岛素
D．胰蛋白酶
7．(2001)细胞中既属单糖，又是呼吸作用中常利用的能源物质是（ C ）
A．脱氧核糖
B．淀粉
C．葡萄糖
D．麦芽糖
8．下列物质中，有的属于构成人体的氨基酸，有的不是。哪些是氨基酸（ ①③⑤ ）
①NH2—CH2—COOH ②NH2—CH2—CH2OH
③NH2—CH—CH2—COOH ④NH2—CH—CH2—COOH

COOH NH2
⑤NH2—CH—(CH2)4—NH2

COOH
9．生命活动的物质基础是构成生物体的各种化学元素和化合物。
10．组成生物体的化合物无机化合物(H2O、无机盐)；有机化合物。
11．组成生物体的化学元素，基本元素C，主要元素C、H、O、N、P、S。常见种类有20种，特点是：①含量最多的1种是O。②组成生物体的元素种类O、C、H、N、P、S，组成细胞的主要元素含量由高到低的顺序是大体相同。③不同生物体内各种化学元素的含量相差很大，可分为大量元素(如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等)和微量元素(如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl)。作用：①组成细胞的成分，如C、H、O、N、P、S等主要元素，占97%，按鲜重看，含量比例由高到低是O、C、H、N、P、S。②构成化合物，请举一例说明：蛋白质由CHON组成(或糖类由CHO组成，或核酸由CHONP组成)。③影响生物体的生命活动，如缺B油菜会“华而不实”。
12．一般情况下，占细胞鲜重最多的化合物是水；占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质；占细胞干重最多的化合物是蛋白质；肌肉细胞中含量最多的化合物是水；旱生植物细胞中含量最多的化合物是水。
13．肽链中肽键、氨基酸、得失水分子的关系是氨基酸数目－肽链数目＝肽键数目＝得失水分子数目。
14．各举一例分别说明生物界和非生物界具有统一性和差异性：统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的；差异性：组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中的差异很大。
15．生命活动的体现者是蛋白质；而生命活动的控制者是核酸，它是通过基因的表达来实现的。

本章小结
1．水是维持生命活动的重要物质，它是生物化学反应的介质，并具有运送物质、参与代谢、调节体温、保持体温恒定的作用。细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，其中含量最多的形式的主要作用是细胞内的良好溶剂，细胞内许多生化反应必须有水的参与，运输营养物质和代谢废物。
2．无机盐大多数以离子形式存在于生物体内，其含量虽然很少，但它们却是调节生理机能不可缺少的物质。重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，如Fe是血红蛋白的主要成分，Mg是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子对于生物体的代谢(生命)活动有重要作用，如血液中Ca2+含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的内环境的稳定(酸碱平衡)也很重要。
3．蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子化合物。氨基酸与氨基酸之间以肽键相连接形成肽链，氨基酸的数目、种类、排列顺序决定了肽链的多样性。蛋白质的空间结构是其功能多样性的基础。蛋白质不但是生物体的结构物质，而且在生理活动中起调节作用。蛋白质在细胞中的含量只比水少，占细胞干重的50%以上其基本组成单位是氨基酸，大约有20种，在结构上都符合结构通式。氨基酸分子间以脱水缩合的方式互相结合形成多肽，再加工成有特定空间的蛋白质。10个氨基酸构成1条多肽链，脱9份水，形成9个肽键。由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，其通常呈链状结构，称为肽链。
4．糖类是细胞的主要能源物质，糖类的通式是(CH2O)n。糖类可分为单糖﹑双糖和多糖等几类。葡萄糖、核糖、脱氧核糖、果糖和半乳糖属于单糖，葡萄糖是细胞的主要能源物质，核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；双糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖是动物糖；多糖中糖原是动物体内的多糖物质，为动物体内的能源和结构物质。淀粉和纤维素是植物体内的主要多糖物质，淀粉和糖原是细胞中重要的储能物质。动植物共有的是葡萄糖，核糖，脱氧核糖形式，其中核糖和脱氧核糖分别主要位于细胞的DNA和RNA。
5．核酸是由核苷酸为单体组成的生物大分子化合物。核酸有两种，一种为脱氧核糖核酸(DNA)，一种为核糖核酸(RNA)。它们的基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。核酸是遗传信息的载体。基本单位核苷酸，由一分子磷酸﹑一分子含氮碱基和一分子五碳糖组成。脱氧核糖核酸简称DNA，主要存在于细胞核中。核糖核酸简称RNA，主要存在于细胞质中。
6．脂类主要是由C、H、O三种化学元素组成。脂质可分为脂肪、类脂和固醇，后者包括胆固醇、性激素和VD，主要是对维持正常的新陈代谢和生殖过程等生命活动起重要调节作用。脂肪、磷脂和胆固醇是最常见的脂质。脂肪由甘油和脂肪酸构成，是生物体内的能量储存的重要形式；磷脂分子结构中有亲水性头部和疏水性尾部，是构成细胞膜的主要成分；胆固醇是组成细胞膜结构的重要成分之一，也是许多激素的重要组成部分。
7．维生素是生物生长和代谢所必需的微量有机物，按其溶解特性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。

第三章 生命的结构基础
第一节 细胞膜
一．细胞膜的结构
1．化学成分：主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，外侧有少量多糖。
2．细胞膜的流动镶嵌结构：（1）以磷脂双分子层为基本骨架；（2）蛋白质分子有的排在磷脂双分子层的两侧，有的镶嵌或者贯穿在整个磷脂双分子层中；（3）糖被：糖蛋白和糖脂，是细胞识别外界信息的“信号天线”。
3．特点：（1）细胞膜具有一定的流动性；（2）活细胞的细胞膜具有选择透过性功能。死细胞的细胞膜具全透性。
二．物质通过细胞膜的方式
1．溶质分子的通过方式

被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
细胞膜两侧物质浓度差
由高浓度到低浓度
由高浓度到低浓度
由低浓度到高浓度
是否需要载体
不需要
需要
需要
是否消耗细胞内的能量
不需要
不需要
需要
代表例子
氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等出入细胞
葡萄糖通过红细胞膜
葡萄糖、氮基酸通过小肠上皮细胞
2．大分子物质和颗粒性物质的通过方式

胞吞
胞吐
方向
进入细胞
运出细胞
过程
附着在细胞膜上，膜内陷形成小囊被包入，从膜上脱离，形成小囊泡，进入细胞内部
在细胞膜内被包围形成小囊泡，与细胞膜融合移到细胞表面，向外张开，排出细胞
是否消耗细胞内的能量
需要
需要
代表例子
白细胞吞噬细菌
消化酶的分泌
三．细胞的吸水与失水
1．渗透作用：水分子通过半透膜(细胞膜)的扩散运动过程。
2．关于“一个活的成熟的植物细胞可以看成一个渗透系统”的分析
（1）细胞壁，全透性，水和溶质可自由通过。
（2）细胞膜，液泡膜和部分细胞质合称原生质层，可看成一层选择透过性膜，相当于半透膜。
（3）原生质层两侧的溶液即细胞液和外界溶液存在着浓度差。
3．质壁分离和复原
细胞液浓度＜外界溶液→液泡失水→原生质层收缩→质壁分离
细胞液浓度＞外界溶液→液泡吸水→原生质层复原→质壁分离复原
四．细胞膜的功能
1．保护作用。
2．运输作用(即选择透过性)。
3．信息交流(膜上特殊蛋白质即受体与外界环境)。
4．细胞识别。
5．血型决定。
五．本节例题
1．细胞膜的结构特点是（ D ）
A．构成细胞膜的磷脂分子可以运动
B．构成细胞膜的蛋白质分子可以运动
C．构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的
D．构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可运动
【解析】细胞膜的结构特点：组成细胞膜的蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性。
2．如右图是人体小肠上皮细胞亚显微结构模式图(黑点表示葡萄糖分子)，据图回答下列问题：(在[]写上相应的数字，在 写上相应的文字)
（1）图中①②所指的物质是磷脂分子，蛋白质分子。其中磷脂双分子层是细胞的基本支架；而另一种物质的多个分子分别以不同的深度镶嵌或贯穿在细胞膜的基本支架中，或者附着在它们的表面。
（2）人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，葡萄糖通过该细胞膜时需要膜上[②]蛋白质的协助，此外还需要细胞代谢中产生的能量。
【解析】细胞膜由蛋白质分子和磷脂分子组成，蛋白质分子附着，镶嵌，贯穿在整个磷脂双分子层中。细胞与周围环境进行的物质交换与细胞的识别、分泌、排泄、免疫都有关系。
3．用不同荧光染料标记的抗体，分别与鼠细胞和人细胞的细胞膜上的一种抗原结合，两类细胞则分别产生绿色荧光和红色荧光。将两类细胞融合成一个细胞时，其一半呈绿色，一半呈红色。在37°C下保温40分钟后，细胞上两种荧光点呈均匀分布(如右图所示)，试问：
（1）人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的起受体作用的糖蛋白。为使人、鼠细胞膜融合在一起，必须除去细胞膜表面起免疫(或识别)作用的糖蛋白。
（2）融合细胞表面的两类荧光染料分布的动态变化，可以证实关于细胞膜结构“模型”的膜物质分子能够运动观点是成立的。
（3）融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布，原因是构成模结构的磷脂分子和蛋白质分子都是运动的，这表明膜的结构具有一定的流动性。
（4）细胞融合实验若在20°C条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明膜蛋白质分子运动的速度随温度的降低而减慢。若在1°C条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明环境温度很低(接近0°C)时，蛋白质分子运动速度也接近零。
【解析】细胞膜表面的糖蛋白可起识别作用。使人和鼠细胞融合及荧光染料重新分布的基础是细胞膜具有一定的流动性。细胞膜流动性与温度有关，温度高，流动性大，温度低，流动性小。
实验3.1 探究细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系
一．实验目的
探究植物细胞质壁分离的程度与外界溶液浓度的关系。
二．实验原理
成熟植物细胞具有中央大液泡。细胞壁的特点：全透性的，伸缩性较小。细胞膜，液泡膜相当于半透膜。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层相当于半透膜。
当细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原。
当细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离。
三．实验过程
1．第一步：用清水制作洋葱鳞叶外表皮的临时装片，先用低倍镜观察。
2．第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液(浓度分别为10%，20%，30%)引流，使洋葱表皮细胞发生质壁分离。
3．第三步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中，观察质壁分离的复原。
四．注意事项
1．撕下的表皮既能观察到紫色，又不带有叶肉细胞。
2．选用的洋葱紫色越深越好。如果使用的洋葱紫色较浅，则不利于观察。
3．观察到质壁分离现象后，要尽快滴加清水使其复原，否则，细胞会因质壁分离时间过长而失水死亡。
4．决不能在显微镜的载物台上滴加蔗糖溶液和清水。滴加蔗糖溶液和清水的步骤，分别要重复3次以上。千万要注意，绝不能让蔗糖溶液溢至盖玻片上，以免污染物镜。
5．在观察洋葱根尖有丝分裂的实验中，要用根尖的分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。这样才能看到不同分裂期细胞。

第二节 细胞核和细胞器
一．细胞核：储存遗传物质的场所，细胞生长发育和分裂增殖的调控中心。

形态结构
功能
核膜
两层膜组成，其上有核孔，利于大分子物质进出
细胞质与细胞核之间的界膜，限制染色质于细胞核内
核基质
透明均一的核液
核内进行生化反应的场所
核仁
一个或几个圆球形结构