【正文】 、110 B 10109 C 9 D 113．生物界在基本組成上的高度一致性表現(xiàn)在 ① 組成生物體的化學元素基本一致② 各種生物體的核酸都相同③ 構(gòu)成核酸的堿基都相同④ 各種生物體的蛋白質(zhì)都相同⑤ 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都相同A ①②④ B ①③⑤ C ③④⑤ D ①②③14． 以上的核著酸鏈是 A DNA B rnRNA C tRNA D dZNrx15．下列物質(zhì)中，不是氨基酸的是 A B C D 16．如果將上題中的三種氨基酸縮合成化合物，那么該化合物含有的氨基、羧基、肽鍵的數(shù)目依次是 A 2 B 2 C 3 D 317．血紅蛋白分子中含有四條多肽鏈，共由574個氨基酸構(gòu)成，那么該分子中含有的肽鍵數(shù)應(yīng)是 A 570 B 573 C 574 D 57818．下列各項不屬于脂類物質(zhì)的是 A 生長激素 B 維生素D C 性激素 D 腎上腺皮質(zhì)激素19．活細胞內(nèi)進行生命活動所需要的能量直接來自 A ATP的水解 B 葡萄糖的水解 C 淀粉的水解 D 脂肪的水解20．在下列化合物中，構(gòu)成蛋白質(zhì)的堿性氨基酸是 A B C D NH2—CH2－CH2－COOH21．當生物體新陳代謝旺盛，生長迅速時，生物體內(nèi) A 結(jié)合水／自由水的比值與此無關(guān)B 結(jié)合水／自由水的比值會升高C 結(jié)合水／自由水的比值會降低D 結(jié)合水／自由水的比值會不變22．下列物質(zhì)中，對維持人體體液平衡，物質(zhì)運輸，出血時血液凝固等生理功能都有重要作用的是 A 蛋白質(zhì) B 維生素 C 葡萄糖 D 脂肪23．人和動物乳汁中特有的二糖水解后的產(chǎn)物是 A 一分子葡萄糖和一分子果糖B 一分子果糖和一分子半乳糖C 一分子半乳糖和一分子葡萄糖D 二分子葡萄糖【參考答案】1．D 2．A 3．D 4．B 5．D 6．釋放、儲存、酶 7．A 8．D 9．B 10．C 11．A 12．D 13．B 14．A 15．D 16．A 17．A 18．A 19．A 20．A 21．C 22．A 23．C第二章 細胞生物學一、競賽中涉及的問題細胞生物學是現(xiàn)代生物學的重要組成部分，這部分知識在國際IBO競賽綱要中占據(jù)了比較大的比例?，F(xiàn)行的中學生物學教材對綱要中提及的很多概念都沒有涉及到。因此，有必要根據(jù)綱要的內(nèi)容進行補充和深化。同時也應(yīng)當注意，還是要以基礎(chǔ)知識為主，不可片面地拔高。（一）細胞生物學的發(fā)展1．細胞的發(fā)現(xiàn)1665年 英國物理學家羅伯特虎克用他自制的顯微鏡觀察栓皮櫟的軟木切片時，看到了一個個蜂窩狀的小室。他把這樣的“小室”稱為細胞。其實，他所看到的是植物細胞 死亡后留下來的細胞空腔，是一個死細胞。盡管如此，虎克的工作還是使生物學的研究進入了微觀領(lǐng)域。此后，許多人在動、植物中都看到和記載了細胞構(gòu)造的輪 廓。2．細胞學說的建立自虎克發(fā)現(xiàn)細胞之后約170年，到1839年創(chuàng)立了細胞學說。在這期間內(nèi)，人們對動物、植物細胞及其內(nèi)含物進行了較為廣泛的研究，積累了大量的資料。直到19世紀30年代已有人注意到植物和動物在結(jié)構(gòu)上存在某種一致性，它們都是由細胞所組成的。在這一背景下，德國植物學家施萊登于1838年提出了細胞學說的主要論點，次年又經(jīng)德國動物學家施旺加以充實，最終創(chuàng)立了細胞學說。細 胞學說的主要內(nèi)容是：細胞是動、植物有機體的基本結(jié)構(gòu)單位，也是生命活動的基本單位。這樣，就論證了整個生物界在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性，細胞把生物界的所有物種 都聯(lián)系起來了，生物彼此之間存在著親緣關(guān)系。這是對生物進化論的一個巨大的支持。細胞學說的建立有力地推動了生物學的發(fā)展，為辯證唯物論提供了重要的自然 科學依據(jù)，恩格斯對此評價很高，把細胞學說譽為19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一。3．細胞學的發(fā)展進入本世紀以來，染色方法的改進，高速離心機的應(yīng)用，特別是電鏡的問世和放射性同位素的應(yīng)用等，已使細胞生物學發(fā)展進入了較高的層次。從1953年開始，逐漸興起在分子水平上探討生命奧秘的分子生物學。分子生物學取得的卓越成就對細胞學的發(fā)展是一個巨大的推動。細胞學逐漸發(fā)展成從顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個層次上深入探討細胞生命活動的學科。（二）細胞的形態(tài)與大小1．細胞的形狀一 個細胞與其他細胞分離而單獨存在時，稱游離細胞。游離細胞常呈球形或近于球形。但實際上由于細胞表面張力或原生質(zhì)粘度的不均一性等原因，很多單獨存在的游 離細胞并不呈球狀。例如，動物的卵細胞、植物的花粉母細胞是球狀或近于球狀的細胞，人的紅細胞呈扁圓狀，某些細菌呈螺旋狀，精子和許多原生動物具有鞭毛或 纖毛，變形蟲和白血球等為不定形細胞。許多細胞構(gòu)成組織，這樣的細胞稱組織細胞。組織細胞的形狀受相鄰細胞的制約，并和細胞的生理功能有關(guān)。例如肌肉細胞適于伸縮，神經(jīng)細胞適于接受刺激、產(chǎn)生興奮、傳導興奮。2．細胞的大小細胞的體積很小，肉眼一般是看不見的，需要借助顯微鏡才能看到。在顯微技術(shù)和電鏡技術(shù)中常用的單位有：微米（μm或μ）、納米（又叫毫微米nm）和埃三種。1m＝102cm＝106μm＝109197。細胞的直徑多在10μm～100μm之間。有的很小，如枝原體，～，是最小的細胞。細菌的直徑一般只有1μm～2μm。有的細胞較大，如番茄、西瓜的果肉細胞直徑可達1mm；棉花纖維細胞長約1cm～5cm；最大的細胞是鳥類的卵（鳥類的蛋只有其中的蛋黃才是它的細胞，卵白是供發(fā)育用的營養(yǎng)物質(zhì)，不屑于細胞部分），如鴕鳥蛋卵黃的直徑可達5cm。細胞的大小與生物體的大小沒有相關(guān)性。參天的大樹與新生的小苗；大象與昆蟲，它們的細胞大小相差無幾。鯨是最大的動物，但是它的細胞并不大，生物體積的加大，主要是細胞數(shù)目的增多造成的。（三）原核細胞和真核細胞構(gòu)成生物體的細胞可以分成兩類：原核細胞和真核細胞。原核細胞代表原始形式的細胞，結(jié)構(gòu)簡單，只有一些低等的生物，如細菌、藍藻、放線菌、枝原體等是由原核細胞構(gòu)成的。真核細胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多數(shù)生物都是由真核細胞所構(gòu)成。1．原核細胞原核細胞外部由質(zhì)膜包圍，質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與化學組成和其核細胞相似。在質(zhì)膜之外還有一層堅固的細胞壁保護。原核細胞壁的化學組成與真核細胞不同，是由一種叫胞壁質(zhì)的蛋白多糖所組成，少數(shù)原核細胞的壁還含有其他多糖和類脂，有的原核細胞壁外還有膠質(zhì)層。原核細胞內(nèi)有一個含DNA的區(qū)域，稱類核或擬核。類核外面沒有核膜，只由一條DNA構(gòu)成。這種DNA不 與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。原核細胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和質(zhì)體等，但有核糖體和中間體。核糖體分散在原生質(zhì)中，是蛋白質(zhì)合成的場所。中間體是質(zhì) 膜內(nèi)陷形成的復(fù)雜的褶疊構(gòu)造，其中有小泡和細管樣結(jié)構(gòu)。有些原核細胞含有類囊體等結(jié)構(gòu)。類囊體具有光合作用功能。在原核細胞中還有糖原顆粒、脂肪滴和蛋白 顆粒等內(nèi)含物（見下圖）。藍藻細胞模式圖1．DNA 2．核糖體 3．細胞壁 4．細胞膜2．真核細胞真核細胞結(jié)構(gòu)比原核細胞復(fù)雜，在同一個多細胞體內(nèi)，功能不同的細胞，其形態(tài)結(jié)構(gòu)也有不同。在真核細胞中，動物細胞和植物細胞也有重要區(qū)別。動物細胞質(zhì)膜外無細胞壁，無明顯的液泡。此外，在細胞核的附近有中心粒，在細胞有絲分裂時，發(fā)出星狀細絲，稱為星體。植 物細胞和動物細胞的主要區(qū)別是：植物細胞具有質(zhì)體；其次，植物細胞的質(zhì)膜外被細胞壁，相鄰細胞間有一層膠狀物粘合作用，稱中層或胞間層。在兩個相鄰細胞間 的壁上，有原生質(zhì)絲相連，稱胞間連絲，使細胞間互相溝通。最后在植物的分化細胞中往往有大液泡。原核細胞和真核細胞的主要區(qū)別比較如下：原核細胞與真核細胞結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別原核細胞真核細胞細胞大小很小（1～10微米）較大（10～100微米）細胞核無膜（稱“類核”）有膜遺傳系統(tǒng)DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合一個細胞只有一條DNA核內(nèi)的DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成染色質(zhì)（染色體）一個細胞有兩條以上染色體細胞質(zhì)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無高爾基體無溶酶體無線粒體僅有功能上相近的中間體無葉綠體，但有的原核細胞有類囊體一般無微管、無微絲無中心粒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有高爾基體有溶酸體有線粒體有葉綠體（植物細胞）有微管、微絲在中心粒（動物細胞）細胞壁主要由胞壁質(zhì)組成主要由纖維素組成（四）真核細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)我們通常把光鏡下看到的結(jié)構(gòu)稱為細胞的顯微結(jié)構(gòu)。光鏡可以把物體放大幾百倍到一千多倍，是肉眼分辨率的1000倍。電子顯微鏡下看到的結(jié)構(gòu)，一般稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。亞顯微結(jié)構(gòu)水平能將分辨率提高到甚至幾個埃，放大倍數(shù)可達到幾十萬倍，能使人們對于細胞結(jié)構(gòu)的研究取得更多進展。1．細胞膜細 胞膜即細胞質(zhì)膜，它不僅是細胞與外界環(huán)境的分界層，而重要的是它控制著細胞內(nèi)外的物質(zhì)交換。此外，在真核細胞內(nèi)還有豐富的膜系統(tǒng)。它們組成具有各種特定功 能的細胞器和亞顯微結(jié)構(gòu)。例如，線粒體、葉綠體、高爾基體、溶酶體、細胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等都是由膜圍成的，有的并由膜構(gòu)成內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。細胞膜和內(nèi)膜系統(tǒng)以 及線粒體膜、葉綠體膜等統(tǒng)稱為“生物膜”。生物膜對細胞的一系列催化過程的有序反應(yīng)和整個細胞的區(qū)域化提供了一個必需的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。（1）質(zhì)膜的化學組成細胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成，蛋白質(zhì)約占膜干重的20%～70%，脂類約占30%～80%，此外還有少量的糖類。不同細胞的細胞膜中各成分的含量出膜的功能而有所不同。構(gòu)成質(zhì)膜的脂類中有磷脂、糖脂和類固醇等，其中以磷脂為主要組分。磷脂主要由脂肪酸、磷酸和甘油組成。（見下圖）它是兼性分子，既有親水的極性部分，又有流水的非極性部分，磷脂分子的構(gòu)形是一個頭部和兩條尾巴。這種一頭親水，一頭疏水的分子稱為兼性分子。糖脂和膽固醇也都屬于兼性分子。一般地說，功能多而復(fù)雜的生物膜蛋白質(zhì)比例大。相反，膜功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的種類越少。例如，神經(jīng)髓鞘主要起絕緣作用，蛋白質(zhì)的只有三種。線粒體內(nèi)膜則功能復(fù)雜，因此含有蛋白質(zhì)的種類約30種～40種， 多。構(gòu)成質(zhì)膜的蛋白質(zhì)（包括酶）的種類很多，這和不同種類細胞的質(zhì)膜功能有關(guān)，少者幾種，多者可能有數(shù)十種。由于分離提純困難，迄今提純的膜蛋白還為數(shù)不 多。從分布位置看，質(zhì)膜的蛋白質(zhì)可分為兩大類。一類只是與膜的內(nèi)外表面相連，稱為外在性蛋白或周緣蛋白。另一類嵌入雙脂質(zhì)內(nèi)部，有的甚至還穿透膜的內(nèi)外表 面，稱為內(nèi)在性蛋白。分高外在性蛋白比較容易，但內(nèi)在性不易分一般外在性蛋白占全部胰蛋白的比例較小，而內(nèi)在性蛋白所占的比例較大。質(zhì)膜中的多糖主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。一般認為，多糖在接受外界刺激的信息方面有重要作用。（2）質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu)模型關(guān) 于質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu)，有許多不同的模型，其中受到廣泛支持的是“流動鑲嵌模型”。其主要特點有兩個：一是強調(diào)了膜的流動性。認為脂類的雙分子層或者膜的蛋白 質(zhì)都是可以流動或運動的。二是顯示了膜脂和膜蛋白分布的不對稱性。如有的蛋白質(zhì)分子鑲在類脂雙分子層表面，有的則部分或全部嵌入其內(nèi)部，有的則橫跨膜層。在類脂層外面的蛋白質(zhì)稱為外在性蛋白，嵌入類脂層中的蛋白質(zhì)和橫跨類脂層的蛋白質(zhì)稱為內(nèi)在性蛋白。各種生物膜在功能上的差別可以用鑲嵌在類脂層中的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量的不同得到解釋。外 在性蛋白主要處于水的介質(zhì)中，而內(nèi)在性蛋白只是部分暴露于水中，而主要處于油脂介質(zhì)中，內(nèi)在蛋白在這種雙相環(huán)境中所以能保持穩(wěn)定，是因為它也像磷脂分子那 樣具有親水和疏水兩個部分。暴露在水介質(zhì)中的部分由親水性氨基酸組成，而嵌在脂質(zhì)在的蛋白質(zhì)部分主要是由疏水性氨基酸組成的?，F(xiàn)在已能分離出某些內(nèi)在性蛋 白，發(fā)現(xiàn)它們的疏水性氨基酸含量顯著多于親水性氨基酸，而外在性蛋白的這兩類氨基酸的比例是大體相等的。多 糖只分布于膜和外側(cè)，表現(xiàn)出不對稱性。脂質(zhì)在膜中的分布也是不完全對稱的，例如不飽和脂肪酸和固醇在膜的外側(cè)較多。流動鑲嵌模型認為質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜 止的，而是可以流動的。許多試驗證明，質(zhì)膜中類眼分子的脂肪酸鍵部分在正常生理情況下處于流動狀態(tài)。一般認為膜脂所含脂肪酸的碳鏈愈長或不飽和度愈高，流 動性愈大。環(huán)境溫度下降膜脂的流動性減弱，相反，在一定限度內(nèi)溫度升高則脂質(zhì)的流動性增加。質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)也是能夠運動的。人們常提到的一個實驗證據(jù)是1970年Frye．L．D和Eddidin．M的工作（見下圖）。他們用不同的熒光染料標記的抗體分別與小鼠細胞和人細胞的膜抗原相結(jié)合，它們能分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。當這兩種細胞融合后形成一個雜交細胞時，開始一半呈綠色，一半呈紅色，說明它們的抗原（蛋白質(zhì)）是在融合細胞膜中互相分開存在的。但在37℃下保溫40分鐘后，兩種顏色的熒光點就呈均勻分布。這說明抗原蛋白質(zhì)可以在細胞膜