思维导图在高中生物中的应用2.组成细胞的分子

2.组成细胞的分子

2.1元素

一、体现

1．生物界与非生物界的统一性：种类相似；组成细胞的元素都能在非生物界中找到；没有一种元素是无机环境特有的

2．生物界与非生物界的差异性：含量不同

3．原因：有选择地物质交换

4．形式：在生物体内，元素主要以化合物的形式存在；知识联想：在生物体内，无机盐主要以离子的形式存在

二、含量的分析方法：物理学，化学，生物学

三、分类

1．必需

（1）大量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K

①主要元素：C、H、O、N、P、S

②基本元素：C、H、O、N；鲜重排行：O>C>H>N；干重排行：C>O>N>H

③最基本元素：C，生命元素，构成碳链骨架，形成三种大分子，即蛋白质、核酸、多糖

④细胞鲜重最多的是O，水是最多的化合物

⑤细胞干重最多的是C，蛋白质是最多的有机物

（2）微量元素：Zn、Mo（钼）、Cu、B（硼）、Fe、Mn(锰)；特点：含量很少，但其作用是其它元素不可替代

2．非必需：有害元素；无害元素

3．矿质元素：对植物而言，除C H O外为矿质元素

（1）必需：能再利用元素：N、P、K、Mg；若植物缺乏，老叶先受损。不被再利用元素：Ca、S、B；若植物缺乏，幼叶先受损

（2）非必需

四、元素的数量比较：=相对含量/相对分子质量，即相当于求物质的量n=m/M；活细胞中，H数量最多

五、化合物的特征元素

1．蛋白质：S

2．血红蛋白：Fe

3．叶绿素：Mg

4．甲状腺激素：I

5．核酸、ATP、磷脂：P，磷酸基团

六、物质代谢

1．含有C的物质，其代谢产物为CO2

2．含有H、O的物质，其代谢产物为H2O

3．含有N的物质，其代谢产物为尿素、NH3

2.2水

一、地位

1．生命之源

2．细胞最多的化合物：鲜重最多；最多的无机化合物；50%以上

二、分布

1．不同生物：体内含水量不同；一般水生生物体内的含水量比陆生生物多

2．同一生物体内：

（1）不同器官的含水量不同；一般代谢旺盛的组织、器官含水量多

（2）生物体在不同的生长发育时期含水量不同；年少的大于年老的

（3）不同性别的含水量不同；男人>女人

三、分类

1．自由水

（1）功能

①良好的溶剂：许多物质溶解在水中

②参与细胞内大多数生化反应（光合作用、呼吸作用）

③绝大多数细胞必需浸润在以水为基础的液体环境中

④运输营养物质或代谢废物

（2）特点：流动性强、易蒸发；参与物质代谢

（3）含量：95%以上

2．结合水

（1）功能：细胞结构的重要组成成分

（2）特点：不流动、不蒸发；与其他物质结合

（3）含量：4.5%

3．影响形态：心肌，结合水相对高；血液，自由水相对高，二者含水量相当

4．相互转换

（1）抗逆性：抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害；结合水相对含量越高，抗逆性相对越强

（2）生物体内，自由水与结合水成动态平衡

（3）自由水/结合水：比值大，代谢旺盛，温度高，抗逆性差；比值小，代谢缓慢，温度低，抗逆性强（4）应用：储存、越冬作物

5．种子

（1）鲜种子：比值大

（2）干种子：暴晒处理；用水浸泡后，仍能萌发；失去自由水，具有生理活性

（3）死种子：烘干、坏死；用水浸泡后，不再萌发；失去结合水，不具生理活性

四、水的产生

1．有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）

2．ATP的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质）

3．单糖合成多糖（细胞内）

4．氨基酸脱水缩合（核糖体）

5．DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体）

五、水的利用

1．光反应（叶绿体类囊体薄膜）

2．有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）

3．水解反应：ATP（叶绿体基质等），肝糖原水解，淀粉、蛋白质、脂肪消化，DNA、RNA的水解

六、水的调节：抗利尿激素

七、水的吸收：渗透作用

2.3无机盐

一、状态

1．大多数以离子形式存在

2．少数以化合物形式存在

（1）Ca形成骨骼和牙齿；过多，肌无力；过少，儿童佝偻病，中老年骨质疏松、痉挛

（2）Fe形成血红蛋白：缺铁性贫血症

（3）Mg形成叶绿素：缺Mg叶绿素合成受阻，影响光合作用

（4）Zn形成酶：缺Zn，生长发育不良（侏儒症），性腺功能受阻

（5）I形成甲状腺激素：缺I，甲状腺肿大，儿童智力和体格发育出现障碍

二、功能

1．构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分

2．维持细胞和生物体的生命活动

（1）维持细胞正常形态和功能；细胞的吸水和失水实验

（2）维持细胞渗透压平衡：水盐平衡，Na+、Cl-维持细胞外液的渗透压平衡；K+维持细胞内液的渗透压平衡（3）维持细胞的酸碱平衡：稳态平衡，NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4维持血浆的酸碱平衡

三、验证

四、跨膜运输

1．植物细胞对矿质元素的吸收方式为主动运输

2．高等动物神经冲动传导过程中，静息时，K+外流；兴奋时Na+内流；均为协助扩散

2.4蛋白质

一、元素：C H O N S

1．C H O

2．区别元素：N。含量较稳定，一般约为16%；计算，蛋白质含量=6.25·蛋白氮，6.25为16%的倒数3．R基中的元素：多有S

二、地位作用

1．生命活动的主要承担者