子的孤对电子与另一个水分子的氢核之间的相互作用就形成了水分子中的氢键。
6.细胞内4种主要生物大分子单体的碳骨架与功能团各有哪些特征?哪些生物学功能? 糖类化合物
糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比例为1：2：1，一般化学通式为(CH20)n。糖类包括小分子的单糖、寡糖和多糖。从化学本质上来说，糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物。
天然的单糖一般都是D型，重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等。重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等。麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成；蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成；乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成。重要的多糖有淀粉、糖原、纤维素、氨基葡聚糖等，由葡萄糖单体聚合而成。
糖类生物学功能：
(1)作为生物体的结构成分：植物、真菌以及细菌的细胞壁，昆虫和甲壳类的外骨骼等；
(2)作为生物体内的主要能源物质：生物氧化的燃料，葡萄糖和能量的贮存物质——淀粉和糖原等；
(3)生物体内的重要中间代谢物质：糖类通过这些中间物质为其他生物分子如氨基酸、核苷酸以及脂肪酸等提供碳骨架；
(4)作为细胞识别的信息分子：许多膜蛋白、分泌蛋白和受体蛋白都是糖蛋白，即在特定部位结合一定量的寡糖，这些糖链可能起信号识别的作用。 脂类
生物体内的脂类是指不溶于水的物质，包括三酰甘油、磷脂、类固醇等几类。脂类可溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂。中性脂肪和油都是脂肪酸与甘油经过脱水缩合形成的脂类，由 3个脂肪酸上的羧基与一分子甘油上的3个羟基分别脱水缩合形成的脂类又叫三酰甘油。三酰甘油分子中甘油的1个羟基与磷酸及其衍生物结合便构成为磷脂，如卵磷脂(磷脂酰胆碱)、脑磷脂等；磷脂是生物膜的主要成分。类固醇也称甾类，以环戊烷多氢菲为基础，不合脂肪酸，但具有脂类性质，也是细胞膜的重要成分。常见其他类型的脂类包括糖脂、多异戊二烯类、某些脂溶性维生素等。
脂类生物学功能：
(1)是生物体的能量提供者，脂肪氧化时产生的能量大约是糖的二倍；
(2)磷脂是生物膜的主要成分；
(3)参与细胞的识别，作为细胞的表面物质，与细胞识别，种特异性和组织免疫等有密切关系；
(4)某些萜类及类固醇类物质如维生素A、D、E、K、胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能；
(5)生物表面的保护层：保持体温、水分、抗逆等。
蛋白质
蛋白质是重要的生物大分子，其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20种，均为α—氨基酸。每个氨基酸的α—碳上连接一个羧基，一个氨基，一个氢原子和一个侧链R基团。20种氨基酸结构的差别就在于它们的R基团结构的不同。根据R基团的极性，可将其分为4大类：非极性氨基酸(8种)；极性不带电荷氨基酸(7种)；带负电荷氨基酸(酸性氨基酸)(2种)；带正电荷氨基酸(碱性氨基酸)(3种)。
一个氨基酸的α—氨基与另一个氨基酸的α—羧基脱水缩合形成了肽键，通过肽键相互连接而成的化合物称为肽。蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚体。蛋白质结构分为4个结构水平，包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序和二硫键的位置。在多肽链的含有游离氨基的一端称为肽链的氨基端或N端，而含有游离羧基的一端称为肽链的羧基端或C端。 蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构单元。最基本的二级结构单元类型有α—螺旋、β—折叠、β—转角和自由回转。
蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。
蛋白质的四级结构指具有独立的三级结构的数条多肽链相互聚集而成的复合体。在具有四级结构的蛋白质中，每一条具有三级结构的肤链称为亚基。四级结构涉及亚基在整个分子中的空间排布以及亚基之间的相互关系。亚基本身不具有生物活性。
按照功能，蛋白质可分为：
(1)结构蛋白：生物结构成分，如胶原蛋白、角蛋白等；
(2)伸缩蛋白：收缩与运动，如肌纤维中的肌球蛋白等；
(3)防御蛋白：如免疫球蛋白、金属硫蛋白等；
(4)贮存蛋白：贮存氨基酸和离子等，如酪蛋白、卵清蛋白、载铁蛋白等；
(5)运输蛋白：运输功能，如血液中运送O2与CO2的血红蛋白和运送脂质的脂蛋白；控制离子进出的离子泵等；
(6)激素蛋白：调节物质代谢、生长分化等，如生长激素；
(7)信号蛋白：接受与传递信号，如受体蛋白等；
(8)酶：催化功能，包括参与生命活动的大多数酶。
核酸
核酸可分为DNA和RNA两大类。除病毒外，所有生物细胞都含有这两类核酸。核酸是由核苷酸单体连接形成的大分子多聚体。每一个核昔酸单体由3部分组成：戊糖、磷酸和含氮碱基。碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶5种。组成DNA的碱基中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶，两者均有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶；一个核苷酸单体戊糖第5位碳的磷酸根与另一个核苷酸单体戊糖第3位碳相连，形成3’，5’—磷酸二酯键，如此重复连接形成核酸链的磷酸戊糖基本骨架，构成DNA分子的为D—2—脱氧核糖，构成RNA的为核糖。碱基则与骨架上戊糖的第1位碳相连。
DNA分子是由两条脱氧核糖核酸长链以碱基相互配对连接而成的螺旋状双链分子。 RNA分子多是单链分子，有局部的碱基配对所形成的双链，这样双链和单链相间形成“发夹结构”。根据功能的不同RNA分为信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
核酸生物学功能主要有：贮存遗传信息，控制蛋白质的合成，从而控制细胞和生物体的生命过程。
7．举例说明蛋白质的空间结构对于其功能具有决定性的作用。
各种生物大分子主要有蛋白质结构与其功能有着密切的关系。蛋白质的特定构象即蛋白
质的三维空间结构和形态对于蛋白质的功能起决定性的作用。蛋白质变性(构象发生变化)使得其特定的功能立即发生变化。例如疯牛病(牛海绵状脑病，即BSE)和新型克雅氏病的发病与朊蛋白(抗蛋白酶传染性因子)的变异有关。其实，人体内都存在朊蛋白，但由于感染了变异的朊蛋白等原因．使得正常的朊蛋白的结构由螺旋型变形为片状。结构发生了变化的朊蛋白聚合起来，逐渐在脑中沉积为蛋白质分解酶不能分解的斑块。
8.戊糖、碱基、磷酸、核苷、核苷酸、核酸、DNA和基因之间有什么样的关系和结构上的顺序?
基因是可编码一条肽链的DNA片段。其相互关系为：
9．DNA的结构特征对于遗传信息的传递具有什么特殊的作用?
DNA双螺旋结构可以很好地保护内部的脱氧核苷酸，使其免受外界因素的影响，使DNA的内部脱氧核苷酸排列顺序基本稳定，就保持了生物体性状的稳定性，给生物体的稳定遗传提供了先决条件。
在DNA复制(边解旋边复制)的时候，双螺旋结构又成为了精确的模板，加上碱基互补配对的
高度精确性(即只能A与T配对．C与G配对)，使遗传信息得以稳定的复制传递，再经转录将遗传信息准确地传递给mRNA。
10．Watson与Crick发现DNA双螺旋结构的故事可以给我们哪些启示?
①知识创新常常来源于知识的交流、共享和融合。②科学创新是一个知识不断积累，认识不断深化的过程。要善于总结和借鉴别人的经验和成果，站在巨人肩膀上获取成功。③正确选择发展的方向和研究的课题。④创新需要想象力和主动性，需要强烈的兴趣和自由思考的空间，要有内在的紧迫感和自主的动力。⑤失败是成功之母。⑥敢于竞争，善于合作。 第三章
1.试分别比较原核生物与真核生物、植物细胞和动物细胞、叶绿体与线粒体，它们各有什么共同点，有哪些不同点？
(1)真核与原核比较
(2)植物细胞和动物细胞比较：
相同点：都有细胞质膜、DNA和RNA、核糖体等等，各种细胞都可以通过细胞，使生命得以延续。 不同点：
①植物细胞有而动物细胞所没有细胞壁，细胞壁主要由纤维素和果胶组成，对植物细胞起到 支持和保护的作用。
⑦植物细胞中动物细胞中所没有的质体．其中以绿色植物的叶绿体最为重要，它能通过对太 阳能的吸收和转化，为自身及其他生物提供赖以生存的有机物和氧气。
③大多数植物细胞中含有一个中央大液泡或几个小液泡，它作为植物细胞贮藏和转运的重要 场所也是动物细胞所没有的。
④植物细胞中含有动物细胞所没有的乙醛酸循环体、胞间连丝、细胞分裂时的细胞板等 动物细胞中含有植物细胞中所没有的溶酶体、中心体、细胞分裂时的收缩环等。
(3)叶绿体与线粒体比较：
相同点：都是由双层腔包被而成．具有很大的膜面积，内部含有DNA可完成一定量的自主复制，都是能量的转化场所，都具有核糖体和许多反应所需的酶蛋白，都具有电子传递体系。都是细胞即整个生物体得以生存的重要基础。
2．有些植物种子的细胞里有贮存油脂的脂肪颗粒．这些颗粒被一层磷脂膜包被，而不像细胞器那样具有双分子层膜。试描述这种单分子层膜的形态，解释它比双层膜稳定的原因。 磷
脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的具有双重极性的分子。一端是极性的(亲水
性的)“头”部，一端是非极性(疏水的)“尾”部。在双层膜组成的细胞器中，细胞器内外均为极性溶液，两层膜的亲水的“头”部分别向着细胞质和细胞器内的极性溶液，疏水的“尾”端则背离水相而相对排列，从而形成相对稳定的状态。而在植物种子细胞里的脂肪颗粒中的油脂为非极性溶液，单层磷脂膜的磷脂分子疏水的“尾”端向着内侧脂肪分子排列，而磷脂分子亲水的“头”向着外侧排列，暴露于细胞质的极性溶液中，从而形成了比较稳定的结构。
3．构成膜的蛋白质与磷脂双分子层的相互关系怎样?镶嵌在磷脂分子个的蛋白质有哪些结构特点和功能?
细胞膜主要由脂类和蛋内质组成，此外还含有少量糖类。脂类构成了细胞膜的基本结构——脂质双层，蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面，完成膜的主要功能。膜蛋白分布呈不对称性，有的镶在膜表面，称为外在膜蛋内；有的嵌入或横跨脂双分子层，称内在膜蛋白；蛋白质分子在膜内外两层分布位置和数量有很大差异，膜内、外侧面伸出的氨基酸残基的种类和数目也有很大差异。另外，糖脂与糖蛋白上的糖基一般只分布于膜的非细胞质侧，多糖链往往具有分叉，它们对于接受和识别外来受体或信号起重要作用。 膜蛋白的主要作用有：①为运转蛋白，起物质运输作用，输送无机或有机分子跨膜进入膜的另一侧；②作为酶，催化发生在膜表面的重要代谢反应；③作为细胞表面受体或天线蛋白，敏感地接收膜表面的化学信息；④作为细胞表面的标志，被其他细胞所识别；⑤作为细胞表面的附着连接蛋白．与其他细胞相互结合；⑥作为锚蛋白，起固定细胞骨架的作用。
4．试从生命特征的不同方面说明细胞是生命的基本单位。
从生命的层次上看，细胞是具有完整生命力的最简单的物质集合形式；细胞是生物体进行新陈代谢的功能体系，作为一个外放系统，细胞不断与环境交换着物质与能量；细胞是生物体生长发育的基础，尽管数目众多的各种细脑形态和功能各个相同，它们都是由同一个受精卵分裂和分化而来的；细胞还是生物繁殖和遗传的基础，因为生物的繁殖与遗传离不开细胞分裂；不同组织细胞在信息传递过程中表现出分工合作的相互关系，各种精细的分工和巧妙的配合使复杂多细胞生物的各种代谢活动有序地进行。
5．举例说明细胞中膜的重要性和各项功能。为什么说生物膜系统是最重要的物质和能量代谢场所？
生物膜的重要性表现在以下几个方面：
(1)界膜和区室化：胞膜最重要的作用就是勾划了细胞的边界，并且在细胞质中划分了许多以膜包被的区室。
(2)信息处理：常用质膜中的受体蛋白从环境中接收化学和电信号。细胞质膜中具有各种不 同的受体，能够识别并结合特异的配体，产生一种新的信号激活或抑制细胞内的某些反应。如细胞通过质膜受体接收的信号决定对糖原的合成或分解。膜受体接收的某些信号则与细胞分裂有关。