第一章 生命的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

1、第一編第一編生命科學(xué)的基礎(chǔ)生命科學(xué)的基礎(chǔ)生物學(xué)是研究生物體的生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)。即研究生物各個層次的種類、結(jié)構(gòu)、功能、行為、發(fā)育和起源進(jìn)化以及生物與周圍環(huán)境相互關(guān)系等的科學(xué)。自本世紀(jì)特別是40年代以來，生物學(xué)的研究吸取了數(shù)、理、化方面的成就，使它逐漸成為一門精確的、定量的、并已深入到分子層次的科學(xué)。人們已認(rèn)識到生命是物質(zhì)的一種運動形態(tài)，生命的基本單位是細(xì)胞，它是由蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等生物大分子組成的物質(zhì)系統(tǒng)。生命現(xiàn)象就是這一復(fù)

2、雜系統(tǒng)中物質(zhì)、能量和信息三者的綜合運動與傳遞的表現(xiàn)，形成了有組織有秩序的協(xié)調(diào)活動。生命有許多為無生命物質(zhì)所不具備的基本特征。例如，生命能在常溫、常壓下合成多種有機(jī)物，包括復(fù)雜的生物大分子；能夠利用環(huán)境中的物質(zhì)和能量來合成體內(nèi)的各種物質(zhì)；能以極高效率來儲存信息和傳遞信息；具有自我調(diào)節(jié)和自我復(fù)制的能力；能以一定的方式進(jìn)行個體發(fā)育和物種的演化。本編將分章闡述生命區(qū)別于非生命的一些基本特征。第一章第一章生命的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)生命的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地

3、球上的生物包括細(xì)菌、真菌、植物、動物和人類，雖然它們種類繁多、大小形態(tài)各異，但從物質(zhì)組成來看，卻都是由原生質(zhì)組成的，這是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)看(病毒除外)都是由細(xì)胞構(gòu)成，這是生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。第一節(jié)第一節(jié)生命的物質(zhì)基礎(chǔ)生命的物質(zhì)基礎(chǔ)一、細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)一、細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)原生質(zhì)并不是一種化合物，而是由多種化合物所組成的復(fù)雜的膠體，它具有不斷自我更新的能力，成為一種生命物質(zhì)的體系?，F(xiàn)在人們泛指構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的生活物質(zhì)為原生質(zhì)。那么，構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的所有物

4、質(zhì)都是原生質(zhì)嗎？不是的，通常把細(xì)胞內(nèi)含有的物質(zhì)大致分成四類：(一)水水是生物體的主要組成成分之一，不同機(jī)體或同一機(jī)體的不同器官，含水量差別很大。例如，人體各部分含水量如下：骨骼22％，肌肉76％，腦70％～84％，肝臟70％，皮膚72％，心臟79％，血液83％。一般說來，水生生物和生命活動旺盛的細(xì)胞，含水較多；陸生生物和生命活動不活躍的細(xì)胞，含水分較少。如休眠的種子、孢子含水量低于10％。水在細(xì)胞里的存在形式有兩種：自由水和結(jié)合水。前者

5、能自由流動；后者不能自由流動，其中有一部分與離子結(jié)合而成為離子化水，大部分則以膨潤親水膠體而存在于膠粒的間隙中。在一定條件下自由水可以轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，例如血液里所含的水多為結(jié)合水，但在體外凝固時，自由水變?yōu)楸荒z所包圍的結(jié)合水。水在生物體內(nèi)的作用是：①自由水是良好的溶劑，利于細(xì)胞內(nèi)各種代謝反應(yīng)的進(jìn)行，營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，代謝廢物的排出都離不開水。②自由水流動性大，是物質(zhì)運輸?shù)慕橘|(zhì)。③水直接參加體內(nèi)的生化反應(yīng)，如水解、氧化還原反應(yīng)以及在綠色植物

6、體內(nèi)進(jìn)行光合作用光反應(yīng)時水的光解等。④水的比熱大、蒸發(fā)熱大，所以具有調(diào)節(jié)體溫的作用。此外，在植物細(xì)胞內(nèi)，液泡里含有大量的水，對維持細(xì)胞的緊張度，使枝葉挺立，保持植物固有姿態(tài)也起著重要作用。(二)無機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽一方面是生活物質(zhì)的周圍環(huán)境的一種成分，另方面又是生活物質(zhì)的基本組分之一。細(xì)胞中的鹽類大多數(shù)以離子狀態(tài)存在，如K、Na、Ca2、Mg2、Cl、SO42……等。無機(jī)鹽有的直接參與不同生物大分子的形成，如PO43是合成磷脂、核苷酸所必

7、需的；Fe3是細(xì)胞色素、血紅蛋白的成分；無機(jī)鹽對維持細(xì)胞的酸堿性、滲透壓，以及細(xì)胞形態(tài)和功能起著一定的作用。此外，有的無機(jī)鹽還影響酶的活性，如Cl可以激活唾液淀粉酶的活性；Ca2可以使血液中凝血酶元變?yōu)榛钚缘哪傅取?三)糖類糖類糖類廣泛分布于動、植物體的各種組織細(xì)胞中。動物的血液里含有葡萄糖，乳汁里有乳糖，肝臟、骨骼肌里有糖原。植物光合作用的產(chǎn)物是葡萄糖，新鮮的果實里含有果糖，甘蔗、甜菜里含有蔗糖，種子里有淀粉，植物細(xì)胞壁的成分是纖