第02讲 细胞的分子组成（6大考点梳理）（知识清单）（上海专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习知识清单系统梳理了细胞的分子组成专题，涵盖元素组成、碳链骨架、蛋白质与核酸、糖类与脂质、水和无机盐及生物组织检测六大考点，构建了从元素到生物大分子再到生命活动必需物质的知识体系。 清单采用知识脑图搭建框架，结合表格对比（如元素分类、生物大分子单体）、速记口诀（如“碳氢氧氮磷硫，六种元素记清楚”）和易错易混辨析（如鲜重与干重元素差异），培养生命观念与科学思维。实验部分标注操作要点（如双缩脲试剂先加A液后加B液），助力学生自主高效复习，教师可据此精准指导备考。

第02讲 细胞的分子组成（知识清单） 目录导航 01知识脑图·核心脉络巧搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点梳理·必背知识全突破——深挖高频考点，总结速记易错 考点1 C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子 考点2 元素以碳链为骨架形成生物分子 考点3 蛋白质和核酸是重要的生物大分子 考点4 糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质 考点5 水和无机盐是生命活动的必需物质 考点6 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 知识脑图·核心脉络巧搭建 考点梳理·必背知识全突破 考点1 C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子 必背知识梳理 1． 细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成 生物体细胞中的元素组成与非生物环境的元素组成既相似又有差异。组成细胞的元素都可以在地壳中找到，没有一种元素是生物界所特有的，可见生物与环境密不可分，是自然界组成的一部分。但是，细胞与地壳中元素的分布差异很大，体现了生命的特殊性。 人体细胞和玉米细胞中主要元素组成基本相似，C、H、O、N、P、S的总质量占到细胞干重的90%以上。这与细胞的分子组成有关：蛋白质主要由C、H、O、N、S构成，核酸主要由C、H、O、N、P构成，糖类和脂质主要由C、H、O构成。不同生物细胞中，蛋白质、核酸、脂质、糖类的含量会有差异，这些元素的含量也不完全相同。 图1 陆生动物体化合物组成的大致比例示意图 2． 大量元素与微量元素 细胞内还有多种含量甚微的元素，称为微量元素，如Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等。微量元素的总质量仅占细胞干重的1%左右，且仅出现在某些生物分子中，但不可缺少。 【核心知识】碘（I）是构成甲状腺激素的重要元素。缺碘或长期碘摄入量不足会导致地方性甲状腺肿（俗称“大脖子病”）。我国为消除碘缺乏危害，采取了长期供应加碘食盐的措施，有效地防治了这类疾病。 类别 常见元素 含量特点 功能举例 大量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 占细胞干重绝大部分 C是构成有机物骨架的核心元素 微量元素 Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Mo、Co、Se、F等 含量很少，占干重约1% I是甲状腺激素成分；Fe是血红蛋白成分；Mg是叶绿素成分 3． 细胞中的化合物及其元素组成 细胞中的化合物可分为无机物和有机物两大类。水是细胞中含量最多的化合物，蛋白质是细胞中含量最多的有机物，占细胞干重的50%以上。 化合物 主要元素组成 主要功能 含量特点 水 H、O 良好溶剂、反应介质、运输介质、维持体温 鲜重中含量最多 蛋白质 C、H、O、N（有的含S） 生命活动的主要承担者 干重中含量最多 核酸 C、H、O、N、P 携带遗传信息 细胞核、细胞质均有分布 糖类 C、H、O 主要能源物质、结构成分 光合作用的产物 脂质 C、H、O（有的含N、P） 储能、膜结构、调节 储能效率高 无机盐 多种 构成化合物、维持稳态 含量少但不可或缺 【深度理解】鲜细胞中含量最多的化合物是水，含量最高的元素是O；干细胞中含量最多的化合物是蛋白质，含量最高的元素是C。这是因为鲜细胞中含大量水分，而干重状态下水分去除后有机物占主导。 速记口诀突破 1． 细胞主要元素 口诀：碳氢氧氮磷硫，六种元素记清楚；鲜重氧多干重碳，微量元素不可无。 解释：C、H、O、N、P、S是组成细胞的主要元素；鲜细胞中O最多，干细胞中C最多；Fe、Zn、Cu、I、Mn等微量元素同样重要。 2． 化合物含量排序 口诀：鲜重水最多，干重蛋白质；核酸脂质糖，无机盐垫底。 解释：鲜重中含量：水＞蛋白质＞脂质＞糖类＞核酸＞无机盐；干重中蛋白质占50%以上。 3． 元素与化合物对应 口诀：蛋白氮硫核酸磷，糖类脂质碳氢氧；无机离子功能多，缺了微量病缠身。 解释：蛋白质含N，有的含S；核酸含P；糖类和脂质主要由C、H、O组成；无机盐离子（如Fe²⁺、Mg²⁺、I⁻）参与构成重要化合物。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 生物体内含量很少的元素都是微量元素 微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。生物体内还有一些元素含量少，但不是生物体必需的，这些元素不属于微量元素。 地壳中的元素在生物体内都能找到 组成细胞的化学元素在无机自然界中都可以找到，但方向不可颠倒——有些自然界中存在的元素在生物体内找不到。统一性指“生物界没有特有元素”，而非元素种类完全相同。 组成细胞的化学元素大多以离子形式存在 组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在，只有少数无机盐以离子形式存在。 鲜重与干重中含量最高的元素相同 不相同。鲜重中O最多（因为水多），干重中C最多（因为有机物多）。 考点2 元素以碳链为骨架形成生物分子 必背知识梳理 1． 碳是生命系统的核心元素 碳元素占细胞干重的40%以上。蛋白质、核酸、糖类和脂质等组成细胞的生物分子都可以看成是碳的化合物。生物分子中，碳原子与周边的碳或其他原子通过化学键结合，形成相对稳定的分子结构。碳与碳之间能以单键（C—C）、双键（C=C）相连接，形成长短不一、形状不同的碳骨架。 碳骨架的多样性 2． 生物大分子由单体聚合而成 细胞中的许多生物分子是大分子，一般由小分子组成，如蛋白质由氨基酸组成，多糖由单糖（如葡萄糖）组成。从氨基酸、葡萄糖等生物分子的结构来看，其碳骨架周边连接着不同基团。这些基团都有自己的化学特性，使生物分子具有一定的空间结构，并能进行特定的化学反应。这也正是生物分子具有特定生物功能的物质基础。 单体（基本单位） 多聚体（生物大分子） 连接键 举例 单糖（如葡萄糖） 多糖 糖苷键 淀粉、糖原、纤维素 氨基酸 蛋白质 肽键 胰岛素、血红蛋白 核苷酸 核酸 磷酸二酯键 DNA、RNA 【核心知识】每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。因此，碳是生命的核心元素，生物大分子以碳链作为基本骨架。 速记口诀突破 1． 碳链骨架 口诀：碳原子四键连，单键双键成骨架；链状环状又分枝，生命分子靠它搭。 解释：碳原子能形成4个共价键，碳骨架可呈链状、环状、分枝状；蛋白质、核酸、多糖、脂质都以碳链为骨架。 2． 单体与多聚体 口诀：单糖多糖氨基酸蛋白，核苷酸来聚核酸；脱水缩合连成片，碳链骨架在中间。 解释：葡萄糖聚合形成多糖，氨基酸聚合形成蛋白质，核苷酸聚合形成核酸；聚合反应都是脱水缩合。 3． 碳是核心元素 口诀：干重碳占四十分，生命核心不是吹；单体碳链连多聚，结构与功能紧相随。 解释：碳占细胞干重40%以上；单体以碳链为骨架连接成多聚体；空间结构与功能相适应。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 所有含碳化合物都是生物大分子 含碳化合物不一定是大分子。CO、CO₂、碳酸盐等无机物也含碳，但不属于生物大分子；生物大分子指蛋白质、核酸、多糖等由单体聚合而成的有机物。 碳元素含量最多所以最重要 碳元素之所以是“核心元素”，不仅因为含量高，更因为它能形成稳定的碳链骨架，成为构成各种生物分子的基本支架。 生物大分子的基本骨架是肽键/磷酸二酯键 生物大分子的基本骨架是碳链，肽键、磷酸二酯键、糖苷键是单体之间的连接键，不是骨架本身。 脂肪是由单体聚合而成的生物大分子 脂肪不是生物大分子。脂肪是由甘油和脂肪酸组成的小分子有机物，不能水解为多个重复的单体。 考点3 蛋白质和核酸是重要的生物大分子 必背知识梳理 1． 蛋白质是生命活动的主要承担者 生物体中蛋白质的种类、结构和功能具有多样性。生物界的蛋白质种类多达10¹⁰～10¹²种。在大多数细胞中，蛋白质占到干重的50%以上。蛋白质不仅参与细胞的结构组成，还承担着物质、能量和信息的转换与传递等多种多样的生命活动。 人体中的几种蛋白质及其功能 蛋白质类型 分布/存在 主要功能 实例 结构蛋白 结缔组织、毛发、肌肉等 支持、保护 胶原蛋白 运输蛋白 细胞膜、血液 运输物质 血红蛋白、转运蛋白 催化蛋白（酶） 细胞内外 催化化学反应 唾液淀粉酶、乳糖酶 免疫蛋白 血浆、淋巴细胞 防御功能 抗体（免疫球蛋白） 调节蛋白 血液、组织液 调节生命活动 胰岛素、生长激素 受体蛋白 细胞膜表面 信息传递 激素受体、神经递质受体 2． 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 蛋白质种类很多，但将蛋白质水解后会发现，所有的蛋白质都是由氨基酸组成的。地球上氨基酸的种类很多，但组成生物体蛋白质的氨基酸分子已知的有22种，其中常见的有20种。它们在结构上的共同特点是：中心碳原子通过四个共价键分别连接一个羧基（—COOH）、一个氨基（—NH₂）、一个氢原子（—H）和一个侧链（R基）。不同种类氨基酸的区别就在于R基的不同。 图4 氨基酸的结构通式 【核心知识】构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基（—NH₂）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。R基决定氨基酸的种类和性质，可分为极性（亲水）和非极性（亲脂）两大类。人体必需氨基酸有8种：苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和甲硫氨酸，必须从食物中获取。 3． 氨基酸的脱水缩合 氨基酸通过脱水缩合连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（—NH₂）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）脱水缩合，形成肽键（—CO—NH—）。两个氨基酸分子通过肽键连接形成二肽。多个氨基酸分子通过肽键连接，可形成不同长度的肽链。每条肽链的一端是氨基，另一端是羧基。肽链上氨基酸的组成与排列顺序称为该肽链的氨基酸序列。 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 至少含游离氨基 至少含游离羧基 1条 n n－1 n－1 1个 1个 m条 n n－m n－m m个 m个 环状肽 n n n 0个（由R基决定） 0个（由R基决定） 【深度理解】游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。蛋白质中至少含有的游离氨基或羧基数等于肽链数。 4． 蛋白质的结构与功能相适应 在自然状态下，每种蛋白质都具有特定的空间结构，这是由肽链通过折叠等多种形式形成的。蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列。有些蛋白质只由一条肽链构成，如细胞色素c；有些蛋白质由多条肽链构成，如血红蛋白由四条肽链相互作用形成。 蛋白质的功能与其特定的空间结构紧密相关。例如，乳糖酶的特定结构使它能够识别乳糖分子并与其结合，催化乳糖水解。由于蛋白质的空间结构与其氨基酸序列密切相关，在肽链中某一个关键位点上氨基酸的改变，会使蛋白质功能发生巨大变化。例如，镰状细胞贫血就是因为血红蛋白中一个氨基酸被其他氨基酸替换，使蛋白质在脱氧状态下容易聚集形成纤维，导致红细胞变形、易破裂、堵塞毛细血管，从而造成组织缺血。 【实验提醒】高温、强酸、强碱、重金属盐、紫外线等一些物理或化学因素会引起蛋白质空间结构发生变化，导致蛋白质的功能受到影响，甚至完全丧失，称为蛋白质变性。变性只破坏空间结构，不破坏肽键，因此变性蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。体温过高会导致生命危险的原因之一就是某些蛋白质功能的丧失。 5． 核酸由核苷酸聚合而成 核酸最早是在真核细胞的细胞核中发现的，是细胞中最长的生物大分子，主要包括两大类：一类是脱氧核糖核酸（DNA）；另一类是核糖核酸（RNA）。真核细胞中的DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA；RNA则主要分布在细胞质中。 组成DNA的4种脱氧核苷酸 组成RNA的4种核糖核苷酸 比较项目 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、T、G、C A、U、G、C 一般结构 双链（双螺旋） 单链 主要分布 细胞核（线粒体、叶绿体少量） 细胞质（细胞质基质、核糖体等） 功能 储存遗传信息 传递和表达遗传信息 6． 核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子 DNA分子通常是由两条核酸单链上的碱基相互配对结合在一起形成的双链。在DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序蕴含了遗传信息。虽然脱氧核苷酸只有4种，但组成DNA的脱氧核苷酸数量众多，排列顺序多样，因此DNA分子可以储存的遗传信息容量非常大。 RNA分子通常是单链，在细胞中参与遗传信息的传递与表达，在蛋白质的合成过程中起着重要作用。部分病毒的遗传信息储存在RNA分子中，如艾滋病病毒、SARS病毒、新型冠状病毒等。 生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 细胞生物（真核/原核） DNA和RNA 5种（A、T、G、C、U） 8种 DNA DNA病毒 DNA 4种（A、T、G、C） 4种 DNA RNA病毒 RNA 4种（A、U、G、C） 4种 RNA 速记口诀突破 1． 氨基酸结构通式 口诀：中心碳连四样，氨基羧基氢R上；R基不同种类变，共同碳上才正规。 解释：每个氨基酸都有一个中心碳原子，连接—NH₂、—COOH、—H和R基；R基决定氨基酸种类；氨基和羧基必须连在同一碳原子上。 2． 脱水缩合与肽键 口诀：氨基脱氢羧基脱羟，脱去一水生肽键；几个氨基酸几肽名，肽键数目要减链。 解释：脱水缩合时，一个氨基酸的氨基脱—H，另一个氨基酸的羧基脱—OH，形成—CO—NH—；n个氨基酸形成一条肽链时有n-1个肽键。 3． 蛋白质变性 口诀：高温酸碱重金属，空间结构遭破坏；功能丧失叫变性，肽键仍在紫色现。 解释：高温、强酸、强碱、重金属等使蛋白质空间结构改变而变性；但肽键未被破坏，仍可与双缩脲试剂反应呈紫色。 4． DNA与RNA区分 口诀：DNA有T脱氧糖，RNA含U核糖替；双链DNA储信息，单链RNA传表达。 解释：DNA含脱氧核糖和胸腺嘧啶T，RNA含核糖和尿嘧啶U；DNA多为双链储存遗传信息，RNA多为单链参与遗传信息传递。 5． 不同生物遗传物质 口诀：细胞生物遗传物，全部都是DNA；病毒只有一种，要么DNA要么RNA。 解释：所有细胞生物的遗传物质都是DNA；病毒只含一种核酸，DNA病毒的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 具有氨基和羧基的化合物都是构成蛋白质的氨基酸 构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。同时具有氨基和羧基的化合物不一定是氨基酸。 脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键，该多肽就是几肽 几肽是由几个氨基酸脱水缩合形成的，不是由几个肽键决定的。如三肽含有2个肽键。 蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应 蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键，因此仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。 真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质 细胞生物（包括真核生物和原核生物）的遗传物质均是DNA。只有部分病毒以RNA为遗传物质。 核酸初步水解和彻底水解产物相同 核酸初步水解的产物是核苷酸；彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和碱基。 遗传信息只储存在DNA中 遗传信息并不只储存在DNA中，少数病毒（如HIV、SARS病毒、新冠病毒）的遗传信息储存在RNA中。 两种核苷酸不同一定是碱基不同 两种核苷酸不同，可能是碱基不同，也可能是五碳糖不同，还可能是碱基和五碳糖都不同。 考点4 糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质 必背知识梳理 1． 糖类既是能源物质也是结构成分 糖类俗称碳水化合物，由C、H、O元素组成，分子式一般可写成Cₙ(H₂O)ₘ。糖类是光合作用的产物，在地球上含量非常丰富，不仅是维持生物体生命活动所需能量的主要来源，也是组成生物体结构的基本原料。按其组成可分为单糖、双糖和多糖。 类别 特点 常见种类 主要功能 单糖 不能水解的最简单的糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖 葡萄糖是主要能源物质；核糖、脱氧核糖是核酸成分 双糖 由两个单糖脱水缩合而成 蔗糖、乳糖、麦芽糖 水解为单糖后供能 多糖 由许多单糖脱水缩合而成 淀粉、糖原、纤维素、几丁质 淀粉、糖原储能；纤维素、几丁质构成结构 【核心知识】葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质；核糖和脱氧核糖是构成核酸的重要成分，不提供能量；纤维素是植物细胞壁的主要成分，几丁质是甲壳、外骨骼的主要成分，二者都属于结构物质。单糖可不经消化直接被吸收，而双糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。 2． 脂质对维持细胞结构与功能有重要作用 脂质俗称脂类，生物体中常见的有脂肪、磷脂和固醇等，其共同特性之一是难溶于水。脂质主要由C、H、O组成，有些还含有N、P。相对于糖类，脂质分子中O含量低，H含量高。 图7 脂肪分子的结构示意图 类别 组成/结构 主要功能 实例/备注 脂肪 甘油+3分子脂肪酸（甘油三酯） 储能、保温、缓冲减压 企鹅皮下脂肪厚达4 cm 磷脂 亲水头部+疏水尾部 构成生物膜的基本骨架 磷脂双分子层 固醇 环戊烷多氢菲衍生物 膜结构成分、调节代谢 胆固醇、性激素、维生素D、植物固醇、酵母固醇 【深度理解】每克脂肪在人体内彻底氧化分解可产生约37.6 kJ能量，约为每克葡萄糖彻底氧化分解产生能量（约16.4 kJ）的两倍。因此脂肪是细胞中储能效率最高的物质。脂肪中O的含量远远低于糖类，而H的含量更高，所以等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O₂多，产生的H₂O多。 3． 糖类与脂质的相互转化 糖类供应充足时会大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类。肝糖原的合成和分解与血糖水平有关：血糖低时，肝糖原降解为葡萄糖补充到血液中；血糖高时，则合成糖原储存。但肌糖原不能直接分解为葡萄糖补充血糖。 速记口诀突破 1． 糖类分类 口诀：单糖不能水解掉，双糖两单脱水连；多糖多个单糖聚，淀粉糖原纤维素。 解释：单糖是最简单的糖；双糖由两个单糖脱水缩合；多糖由多个单糖聚合，包括淀粉、糖原、纤维素、几丁质。 2． 还原性糖判断 口诀：单糖二糖麦乳还，蔗糖多糖非还原；班氏试剂水浴热，黄红沉淀来判断。 解释：所有单糖、麦芽糖、乳糖是还原糖；蔗糖和多糖是非还原糖；还原糖与班氏试剂水浴加热产生黄红色沉淀。 3． 脂质功能 口诀：脂肪储能又保温，磷脂双分子成膜；固醇调节和结构，三类脂质记心间。 解释：脂肪储能、保温、缓冲；磷脂构成膜结构；固醇（胆固醇、性激素、维生素D）调节代谢和参与膜组成。 4． 糖脂转化 口诀：糖多转脂可大量，脂转糖来不能胖；肝糖原可调血糖，肌糖原只供肌肉忙。 解释：糖类可大量转化为脂肪，脂肪不能大量转化为糖类；肝糖原能分解补充血糖，肌糖原不能直接补充血糖。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 糖原的主要功能是提供能量，其与班氏试剂反应呈现黄红色沉淀 糖原是人和动物细胞的储能物质，但糖原是非还原糖，不能与班氏试剂反应产生黄红色沉淀。 细胞中的糖类都是能源物质 细胞中的糖类并不都是能源物质。如核糖、脱氧核糖是核酸成分，纤维素是植物细胞壁结构物质，几丁质是外骨骼结构物质，它们一般不提供能量。 人和动物血液中葡萄糖含量低于正常值时，肝糖原、肌糖原便会分解产生葡萄糖及时补充 血糖低时只有肝糖原会分解产生葡萄糖补充血糖。肌糖原储存在肌肉中，不能直接分解为葡萄糖补充血液。 糖类供应充足时会大量转化为脂肪，必要时脂肪也可以大量转化为糖类 糖类供应充足时会大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类。因此减肥需要控制总能量摄入并增加消耗。 构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位不同 构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但葡萄糖的数量和连接方式不同，导致三者结构和功能不同。 考点5 水和无机盐是生命活动的必需物质 必背知识梳理 1． 水赋予细胞生命特性 水是地球生命之源，也是生物体中含量最多的化合物。分析数据发现，生物体的含水量与其生活环境相关，水生生物的含水量通常高于陆生生物。同一个体不同器官的含水量与其生命活动有关，代谢活动高的器官含水量相对较高。对于任何一个生物体而言，水都是不可缺少的。水为细胞中的物质运输和化学反应提供介质；水的比热容大，能维持细胞温度的相对稳定，有助于细胞生命活动的进行。 生物/组织 含水量 说明 水母 99% 水生生物含水量高 鱼类 83% 水生生物含水量高 哺乳类 65% 陆生生物含水量相对较低 休眠种子 <10% 代谢微弱，自由水少 血液 83% 代谢旺盛，运输功能强 骨骼肌 76% 代谢活跃 牙齿 10% 代谢极低 2． 水分子的极性与存在形式 由于水分子表面电荷在O和H之间分布不均匀，使水分子具有极性：分子的O端有弱的负电荷，H端有弱的正电荷。水分子的极性特点，使一些有极性的物质很容易溶解在水中。细胞中的无机盐和大部分有机分子都有极性，能很好地溶解在水中，因此，细胞中的大部分化学反应在水环境中进行。 水分子的极性 存在形式 定义 特点 功能 自由水 以游离形式存在，可自由流动 约占95.5%，可流动、易蒸发 良好溶剂、运输介质、反应介质、维持体温 结合水 与其他分子结合在一起 约占4.5%，不能自由流动 维持其他分子的结构和活性 【核心知识】细胞中的水绝大部分以自由水形式存在。结合水对维持其他分子的结构和活性起着非常重要的作用，例如小麦和水稻等植物的种子，晒干便于保存，吸水后可以发芽。但是，过度干燥、失去全部分子的种子则无法萌发。种子充分晾晒丢失大部分自由水，并没有全部丢失。 3． 无机盐与生命活动密切相关 燃烧小麦或稻谷，其中的水被蒸发、有机物被燃尽后，可以看见一些灰白色的灰烬，这些灰烬主要是无机盐。人和动物体中也含有无机盐。生物体内的无机盐大多数以离子状态存在，如K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等阳离子，以及Cl⁻、SO₄²⁻、HCO₃⁻、PO₄³⁻等阴离子。 草莓缺素症状（缺Mg²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺叶片变黄） 4． 无机盐的主要功能 功能类型 具体说明 实例 构成重要化合物 某些无机离子是生物体内重要化合物的组成成分 Fe²⁺是血红蛋白成分；Mg²⁺是叶绿素成分；I⁻是甲状腺激素成分；Ca²⁺是骨骼和牙齿成分 参与代谢活动 作为酶的辅助因子或激活剂 Mn²⁺是超氧化物歧化酶的激活剂；Zn²⁺是多种酶的辅助因子 维持内环境稳态 调节渗透压、酸碱平衡、神经肌肉兴奋性 Na⁺、Cl⁻维持细胞外液渗透压；K⁺维持细胞内液渗透压；Ca²⁺缺乏会引起肌肉抽搐 【深度理解】正常成人的血液中Ca²⁺的含量为45~55 mg/L，低于此数值会引发肌肉抽搐等症状；血液中的HCO₃⁻、HPO₄²⁻和H₂PO₄⁻等无机离子的存在，可调节细胞内外溶液酸碱度的变化，维持生物体内环境的稳定。 速记口诀突破 1． 水的存在形式 口诀：自由水可流动，结合水固定；代谢旺盛自由多，抗逆结合要增多。 解释：自由水可自由流动，参与代谢和运输；结合水与其他物质结合，增强抗逆性。代谢旺盛时自由水比例高，休眠、抗逆时结合水比例高。 2． 水的产生与消耗 口诀：单糖多糖缩合水，氨基酸成肽也脱水；光解水在光反应，二阶段有氧消耗水。 解释：单糖合成多糖、氨基酸脱水缩合、有氧呼吸第三阶段都产生水；光合作用光反应、有氧呼吸第二阶段消耗水。 3． 无机盐功能 口诀：无机盐少作用大，构成化合物离不开它；维持渗透压和酸碱，缺钙抽搐钠钾差。 解释：无机盐含量少但功能重要：构成化合物（Fe²⁺、Mg²⁺、I⁻）、维持渗透压（Na⁺、K⁺、Cl⁻）、维持酸碱平衡、缺钙引起肌肉抽搐。 4． 元素与化合物对应 口诀：Mg叶绿素Fe血红，I是甲状腺素；P在核酸磷脂中，S在蛋白含硫氨。 解释：Mg²⁺参与叶绿素构成；Fe²⁺参与血红蛋白构成；I⁻参与甲状腺激素构成；P参与核酸、磷脂、ATP构成；S参与甲硫氨酸、半胱氨酸构成。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 种子通过充分晾晒丢失全部自由水，以减少有机物消耗 种子充分晾晒丢失大部分自由水，并没有全部丢失。若全部丢失结合水，种子将死亡，无法萌发。 将作物秸秆充分烘干后，其体内剩余的物质主要是无机盐 将作物秸秆充分烘干后，其体内剩余的物质主要是有机物；充分燃烧后剩余的灰烬才主要是无机盐。 自由水与结合水可以相互转化 正确。自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。代谢旺盛、温度适宜时自由水比例升高；环境恶劣、休眠时结合水比例升高。 无机盐都以化合物形式存在 生物体内的无机盐大多数以离子状态存在，少数参与构成化合物（如Mg²⁺在叶绿素中、Fe²⁺在血红蛋白中）。 血钙过高也会引起肌肉抽搐 血钙过低会引起肌肉抽搐，血钙过高则会引起肌无力。Ca²⁺对维持正常的肌肉收缩与舒张功能至关重要。 考点6 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 必背知识梳理 1． 实验原理 不同生物组织中生物分子的种类、含量不同，可通过特定的显色反应进行检测。葡萄糖等还原糖中的醛基与班氏试剂中的Cu²⁺反应，加热后会出现黄红色沉淀；蛋白质遇双缩脲试剂后会呈紫色；脂肪遇苏丹Ⅳ染液后会呈红色。分光光度计可对颜色变化进行定量分析。 2． 实验材料与试剂 检测对象 实验原理 试剂 颜色变化 材料 操作要点 淀粉 淀粉遇碘变蓝 碘液 棕黄色→蓝色或紫红色 紫苏叶片/脱色叶片 有颜色材料需先用酒精去除色素 还原糖 醛基与Cu²⁺反应 班氏试剂 蓝色→黄红色沉淀 梨、苹果、1%葡萄糖溶液 摇匀后加热至沸腾（水浴加热） 脂肪 苏丹Ⅳ溶于脂肪 苏丹Ⅳ染液 橘黄色→红色 植物油、花生子叶 逐滴加入染液，振荡至颜色不再变化 蛋白质 肽键与Cu²⁺反应 双缩脲试剂 蓝色→紫色 黄豆、牛血清白蛋白 先加A液1 mL，再加B液4滴 3． 双缩脲试剂的使用方法 双缩脲试剂由A液（0.1 g/mL的NaOH溶液）和B液（0.01 g/mL的CuSO₄溶液）组成。使用时先向待测样液中加入A液1 mL，摇匀，营造碱性环境；再加入B液4滴，摇匀，观察颜色变化。注意不能将A液和B液预先混合后加入，也不能加入过量B液，否则Cu²⁺会与NaOH反应生成蓝色Cu(OH)₂沉淀，干扰紫色观察。 4． 食物中蛋白质含量的测定（分光光度法） 许多反应会有颜色变化，生成的产物在特定波长下具有一定吸光度。通常，物质浓度越大，吸光度越大。在分光光度计中，通过测定待测物质在特定波长处的吸光度，可对该物质进行定量分析。测定时通常需要先测定标准浓度物质的吸光度，绘制标准曲线（以蛋白质含量为横坐标，吸光度值为纵坐标），再根据待测样品的吸光度计算其蛋白质含量。 速记口诀突破 1． 三大有机物检测 口诀：还原糖遇班氏，加热黄红现；脂肪苏丹四，红色最显眼；蛋白双缩脲，紫色来相见。 解释：还原糖+班氏试剂→水浴加热→黄红色沉淀；脂肪+苏丹Ⅳ→红色；蛋白质+双缩脲试剂→紫色。 2． 双缩脲试剂使用 口诀：双缩脲试剂两兄弟，先碱后铜莫忘记；A液1毫升B液4滴，紫色反应才清晰。 解释：双缩脲试剂先加A液（NaOH）创造碱性环境，再加B液（CuSO₄）；A液1 mL，B液4滴。 3． 分光光度法 口诀：浓度越大吸光强，标准曲线来帮忙；未知样品测吸光，对照曲线算含量。 解释：分光光度法依据吸光度与浓度成正比；先制作标准曲线，再测未知样品吸光度，换算浓度。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 班氏试剂与双缩脲试剂成分相同 班氏试剂含柠檬酸钠、Na₂CO₃、CuSO₄；双缩脲试剂含酒石酸钾钠、NaOH、CuSO₄。两者都含Cu²⁺，但碱性和具体操作不同，不能混用。 双缩脲试剂A液和B液可同时加入 使用双缩脲试剂时应先加A液（NaOH）营造碱性环境，摇匀后再加B液（CuSO₄）。同时加入或先加B液都会导致Cu²⁺与NaOH反应生成沉淀，无法观察到紫色。 蛋白质变性后不能与双缩脲试剂反应 蛋白质变性破坏的是空间结构，肽键仍然存在。双缩脲试剂与肽键反应，因此变性后的蛋白质仍能出现紫色反应。 所有糖类都能与班氏试剂反应 只有还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖）能与班氏试剂反应；蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等非还原糖不能。 脂肪检测必须用显微镜观察 若检测液体中的脂肪（如植物油），可直接观察颜色变化；若检测组织细胞中的脂肪，需制作临时装片并在显微镜下观察橘黄色/红色脂肪颗粒。 淀粉检测中碘液变蓝一定是直链淀粉 直链淀粉遇碘变蓝，支链淀粉遇碘呈紫红色。检测时应根据颜色变化判断淀粉类型。 / 学科网（北京）股份有限公司 $