第2章组成细胞的分子知识清单2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学知识清单系统梳理了组成细胞的分子知识体系。从细胞中的元素切入，明确生物界与非生物界的统一性和差异性，进而学习大量元素与微量元素的分类及作用，再到无机化合物（水、无机盐）和有机化合物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）的分类、结构及功能，构建从元素到分子再到生命活动的完整认知链。 知识链路按元素→化合物→检测实验→各物质结构与功能的顺序递进，通过分类归纳（如元素分类、化合物分类）、对比分析（如自由水与结合水作用）等科学思维方法，突出结构与功能观（如蛋白质结构多样性决定功能多样性）。包含元素缺乏病症、物质检测实验步骤及注意事项等实例，助力学生建立生命观念，提升分析解决实际问题的能力。

第二章 组成细胞的分子 2.1 细胞中的元素和化合物 一．组成细胞的元素： 1.生物界与非生物界的统一性表现在组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到；差异性表现在各元素的相对含量又大不相同。 2.细胞中常见的化学元素分为 微量元素：Fe Mn Zn Cu Mo B。（新 铁 臂 阿 童 木） 大量元素：C H O N P S K Ca Mg。 3.①细胞的鲜重中，含量最多的元素是O；细胞的干重中含量最多的元素是C。 ②生物体细胞的主要元素是：C H O N P S、基本元素是：C H O N、最基本的元素是：C。 4.元素缺乏相关病症： （1）缺Fe：缺铁性贫血 （2）缺Ca ：幼年佝偻病、成年骨质疏松症 （3）缺Ｉ（碘）：幼年呆小症、成年甲状腺肿大 （4）植物缺镁导致黄化苗、油菜缺硼花而不实 二．组成细胞的化合物： 1.分类：无机化合物(水和无机盐) 有机化合物（蛋白质 脂质 糖类 核酸） 2.细胞的鲜重中含量最多的化合物是H2O， 3.细胞的干重中含量最多的化合物是蛋白质。 三．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质： 1.还原糖的检测和观察：水浴加热 ①还原糖＋斐林试剂 砖红色沉淀 斐林试剂（蓝色）：甲液：0.1g/ml的氢氧化钠溶液 乙液：0.05g/ml的硫酸铜溶液 使用时甲乙液等量混合均匀，现配现用 ②常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖，乳糖、半乳糖。 【注意事项】 还原性糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含还原性糖的量较高的生物组织或器官，而且组织的颜色较浅，易于观察。 2.蛋白质的检测和观察： ①蛋白质（肽键）＋双缩脲试剂 紫色 ②双缩脲试剂的组成：A液：0.1g/ml的氢氧化钠溶液（营造碱性环境） B液：0.01g/ml的硫酸铜溶液（浅蓝色） 使用时先向待测组织样液中加入1mlA液摇匀，再滴4滴B液 3.脂肪的检测和观察： 脂肪＋苏丹Ⅲ染液 橘黄色 ①对于组织样液，直接滴加苏丹Ⅲ，然后观察颜色变化。 ②制作临时切片，必须先进行染色后用显微镜观察。 ③体积分数50%的酒精作用：洗去浮色（原理：苏丹Ⅲ溶于50%的酒精） 4.淀粉的检测和观察： 淀粉＋2滴碘液 蓝色 2.2 细胞中的无机物 一.细胞中的水 1.水的结构： （1）极性分子：良好的溶剂 （2）含氢键：维持液体状态、较高比热容、有利于维持生命系统的稳定性。 2.水的存在形式：自由水和结合水。绝大部分水以自由水的形式存在。 3.两种形式水的作用 （1）结合水：与细胞内的其他物质结合，是细胞结构的重要组成成分 （2）自由水： ①细胞内的良好溶剂， ②参与各种生化反应， ③为细胞提供液体环境，④运送营养物质及代谢产物。 【思考】刚收获的种子比储存的种子中含的自由水多，因晒干过程中丢失了自由水，对干种子烘烤过程中主要丢失了结合水。 4.水与代谢的关系： （1） 细胞代谢活动旺盛，自由水/结合水的比值高。 （2） 一定条件下两种形式的水可以相互转化，若结合水含量高，抗性如抗寒、抗旱增强。 二.细胞中的无机盐（含量少） 1.细胞中的无机盐：主要以离子的形式存在，少量与其他化合物结合 2.细胞中无机盐的作用： （1）细胞和生物体的重要组成成分 例：Mg2+构成叶绿素的主要成分，Fe2+构成血红蛋白的成分 （2）维持细胞和生物体的生命活动 例：人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+含量太低,动物会出现抽搐等症状 （3）维持细胞的酸碱平衡 （4）维持细胞的渗透压 例：医生给病人输生理盐水 2.3 细胞中的糖类和脂质 一．细胞中的糖类 1．元素组成:一般是C、H 、O ，含O多含H少( 几丁质：C、H、O、N ) 2．分类 （1）单糖：不能继续水解的糖 ①六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖 ②五碳糖：脱氧核糖、核糖 （2）二糖：由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收 ①植物二糖：蔗糖（一分子葡萄糖+一分子果糖）、麦芽糖（两分子葡萄糖） ②动物二糖：乳糖（一分子葡萄糖+一分子半乳糖） （3）多糖：由多个单糖脱水缩合而成，需要水解成单糖才能被细胞吸收 ①动物多糖： 糖原：主要存在于肌肉（肌糖原）和肝脏（肝糖原）中，是动物细胞的储能物质，其中肝糖原可以水解，肌糖原不能水解 几丁质（N-乙酰葡糖苷）：甲壳类动物和昆虫的外骨骼成分，可以结合重金属离子，用于废水处理。 制作食品包装纸、食品添加剂（可降解）。制作人造皮肤，生物相容性好，不易发生免疫排斥。 ②植物多糖：淀粉：植物细胞的储能物质。 纤维素：构成植物细胞壁主要成分 糖原、淀粉、纤维素的基本单位是葡萄糖 。 注意：淀粉的合成场所：叶绿体 纤维素的合成场所：高尔基体 糖原合成场所：滑面内质网 二．细胞中的脂质 1.元素组成主要是C、H、O，有些还含有NP。 2.化学性质：不溶于水 ，溶于脂溶性有机溶剂：氯仿、丙酮、乙醚等 3.分类 （1）脂肪（甘油三酯） 元素组成：C H O（含O量低、含H量高） 基本单位：1分子甘油 +3分子脂肪酸 种类：动物脂肪含饱和脂肪酸，固态。植物脂肪含不饱和脂肪酸，液态。 功能：细胞内良好的储能物质、很好的绝热体，有保温作用、缓冲减压，保护内脏器官 （2）磷脂 元素组成：C H O N P 基本单位：甘油、脂肪酸、磷酸 功能：构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分 分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子 （3）固醇类 元素组成：C H O 分类：胆固醇：动物细胞膜的重要组成成分，参与血液中脂质的运输 性激素：能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 糖类可以大量转化为__脂肪___，而脂肪只能少量转化为糖类。 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 一．构成蛋白质的氨基酸及其种类： 1.元素组成：C H O N可能含有 P S 2基本单位：氨基酸（约有21种） 非必需氨基酸：人体能合成的氨基酸称为，有13种。 必需氨基酸：人体不能合成需要从外界环境中获取的氨基酸称为，有8种。 甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸（巧记：甲携来一本亮色书） 3.氨基酸的结构特点：至少都有一个氨基（ —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中心碳原子上。这个碳原子还连接一个H和一个R基。 4.氨基酸种类不同取决于R基。 5.氨基酸分子结构通式： 二．蛋白质的结构及其多样性： 1.氨基酸分子相互结合的方式是：一个氨基酸分子的氨基与另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。 2.化学键：肽键 3.化合物：二肽，三肽等（由几个氨基酸参与脱水缩合就叫几肽）。由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，通常呈链状结构，称为肽链。肽链盘曲折叠形成具有空间结构的化合物称为蛋白质。 4.氨基酸分子脱水缩合形成H2O中H的来源：氨基和羧基，O的来源分别是：羧基 5.相关计算： （1）脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数 （2）一条肽链上至少含有一个游离的氨基，一个游离的羧基，n条肽链上含有n个游离的氨基，n个游离的羧基 （3）蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均分子质量－18×脱水数－二硫键数目×2 （4）环状多肽：脱水数=肽键数=氨基酸数、可能没有游离的氨基（-NH2 ）、羧基（-COOH） 6.蛋白质的结构 7.蛋白质结构具有多样性的原因 （1）直接原因：每种氨基酸的数目，种类、排列顺序不同；肽链的盘曲、折叠方式不同 （2）根本原因：基因多样性 8.蛋白质的功能： 功能 结构功能 催化功能 运输功能 调节功能 免疫功能 举例 羽毛，肌肉，头发蛛丝等 绝大多数酶的本质是蛋白质 载体蛋白 胰岛素 抗体 2.5 核酸是遗传信息的携带者 一.元素组成及分类 1.核酸有两类：脱氧核糖核酸，简称DNA ；核糖核酸，简称RNA。 2.核酸的作用：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传变异以及蛋白质的合成中具有极其重要的作用 。DNA是大多数生物的遗传物质，一般通过控制蛋白质的合成控制生物性状。RNA是部分病毒的遗传物质；有些具有催化、运输功能，在遗传信息表达中发挥作用 3. 元素组成：C、H、O、N、P 二．核酸的分布 1.DNA ：真核细胞：主要分布在细胞核、线粒体和叶绿体中含有少量环状DNA 原核细胞：拟核 细胞质 2.RNA：主要分布在细胞质 3.病毒只有一种核酸：DNA或RNA 三. 基本单位：核苷酸 （1）DNA基本单位：脱氧核糖核苷酸 （2）RNA基本单位：核糖核苷酸 （3）DNA的初步水解产物是脱氧核糖核苷酸，彻底水解产物是一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基（彻底水解后的产物有6种，有机物有5种） RNA的初步水解产物是核糖核苷酸，彻底水解产物是一分子磷酸，一分子核糖和一分子含氮碱基 （4）细胞生物：2种核酸 5种碱基 8种核苷酸 病毒：1 种核酸 4种碱基 4种核苷酸 四.生物大分子 1.种类：多糖（糖原、几丁质、淀粉、纤维素）、蛋白质、核酸（DNA、RNA） 2.基本骨架：碳原子构成的碳链，碳是生命的核心，没有碳就没有生命 1 学科网（北京）股份有限公司 $