高中生物学科思维导图(人教版必修一)

细胞中的物质1元素

以细胞中元素含量是否

超过万分之一分类

大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；（C为最基本元素）

微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu（口诀：铁猛碰新木桶）人体细胞中的主要元素含量比较①鲜重：O、C、H、N；②干重：C、O、N、H

与无机自然界的关系

统一性组成细胞的元素

差异性细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同

无机物

无机盐

存在形式主要是离子形式，少数与化合物结合

细胞吸收方式一般为主动运输

功能

组成复杂化合物

维持细胞和生物体的生命活动如哺乳动物血钙

维持细胞和生物体正常的渗透压和酸碱平衡

水

存在形式自由水和结合水，一定条件下可以相互转化，是细胞中含量最多的化合物

自由水/结合水的比值

①比值越大，新陈代谢越旺盛，但抗逆性越差（如抗旱、抗寒）

功能：

结合水（约4.5%）是细胞结构的重要组成成分

自由水（约95.5%）

①细胞内的良好溶剂②为细胞提供液体环境

糖类

元素组成：C、H、O

分类

单糖不能再水解的糖如：核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等

二糖

蔗糖（1分子葡萄糖和1分子果糖）、麦芽糖（2分子葡萄糖）多糖

淀粉（植物体内的储能物质）、纤维素（植物细胞壁的成分）功能

构成细胞的重要物质如：纤维素是构成植物细胞细胞壁的重要成分（另外有果胶）

主要的能源物质

如：葡糖糖，淀粉、糖原水解后也可以为细胞供能

进行细胞间的信息交流如：能与某些细胞膜上的蛋白质形成糖蛋白

合成场所叶绿体（葡萄糖和淀粉）、内质网（糖原）、高尔基体（纤维素）

还原糖鉴定

试剂

甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液

用法

①将甲液1ml和乙液1ml混匀，再加入到2ml组织样液中

注意为了避免颜色干扰，不可选用西瓜汁、胡萝卜汁等材料

说明蔗糖和多糖都是非还原性糖，不能与斐林试剂反应形成砖红色沉淀

脂质

分类

脂肪

元素组成C、H、O

功能

是细胞内良好的储能物质、绝热、缓冲和减压

磷脂

元素组成C、H、O、N、P

功能构成细胞膜和细胞器膜的重要成分

固醇

元素组成C、H、O

包括

胆固醇构成动物细胞膜的重要成分，参与人体内血液中脂质的运输

性激素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

合成场所主要是内质网

脂肪鉴定

原理被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；被苏丹Ⅳ染液染成红色

方法

向组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察染色情况

制作子叶临时切片，用显微镜

观察子叶细胞的着色情况

步骤取材→切片→制片→观察

洗去浮色用体积分数为50%的酒精

①植物细胞特有

②动物细胞特有乳糖（1分子葡萄糖和1分子半乳糖）

②动物细胞特有

①植物细胞特有

糖原（分为肝糖原和肌糖原，是人和动物细胞的储能物质）

特例：五碳糖和纤维素一般不能提供能量

多糖的基本单位都是葡萄糖

乙液：质量浓度为0.05g/ml的CuSO4溶液

斐林试剂

②在50-65℃水浴加热形成砖红色沉淀

含有较多的H元素，所以同质量的脂肪释放的能量（39kJ/g)比糖原（17kJ/g)多

人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富

分布

③参与许多生物化学反应④运输营养物质和废物

过高：肌无力

过低：抽搐

在无机自然界中都能找到

没有一种化学元素为细胞所特有

②比值越小，新陈代谢越缓慢，但抗逆性越强

渗透压:如Na+、Cl-

酸碱平衡:如HCO3-、HPO42-

如Mg2+是叶绿素的成分；Fe2+是血红蛋白的成分

细

胞中的物质2

蛋白质

元素组成C、H、O、N（P、S）

含量

是细胞内含量最多的有机化合物；也是占细胞干重最多的化合物

基本单位结构通式：

氨基酸结合方式脱水缩合：

相关计算

肽键数=脱去水分子数=n-m(n 表示氨基酸数，m 表示形成的肽链数）

蛋白质分子量=na-18(n-m)，(a 表示氨基酸的平均分子量）

蛋白质中至少含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数

蛋白质中含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数+R 基中的氨基（或羧基）数

结构多样性的原因①氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；②肽链的数目和空间结构不同

功能多样性

结构蛋白

构成细胞和生物体的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、蛛丝的成分主要是蛋白质功能蛋白

运输（血红蛋白、载体蛋白）、催化（胃蛋白酶）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要体现者和承担着

鉴定试剂双缩脲试剂（A 液：质量浓度为0.1g/ml 的NaOH 溶液，B 液：质量浓度为0.01g/ml 的CuSO 4溶液）用法

先向2ml 组织样液中加入A 液1ml，摇匀后再加入B 液4滴，摇匀，反应呈紫色

核酸

元素组成C、H、O、N、P 分类

脱氧核糖核酸（DNA）真核细胞、原核细胞和DNA 病毒的遗传物质核糖核酸（RNA）

是RNA 病毒的遗传物质

基本单位

核苷酸

分类

组成一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基比较

功能

是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用

实验：“观察DNA 和RNA

在细胞中的分布”

原理

甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA 和RNA 的亲和力不同盐酸作用

结果细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色

结论①DNA 主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA 特例

原核细胞中DNA 分布在拟核区域，为一个裸露的环状DNA 分子（无染色体）

生物大分子

包括

多糖、蛋白质、核酸等

形成方式脱水缩合许多单体→多聚体

基本骨架

碳链

脱氧核糖核苷酸

核糖核苷酸

氨基酸（约20种，R 基不同）

结构特点：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上

调节（胰岛素、胰高血糖素）、免疫（抗体）

②RNA 主要分布在细胞质中

甲基绿使DNA 呈现绿色，吡罗红使RNA 呈现红色

①能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞

②使染色质中的DNA 和蛋白质分离，有利于DNA 与染色剂结合真核细胞、原核细胞中也有，但不作为遗传物质，包括（mRNA、tRNA、rRNA)