2024年高中生物新教材同步必修第一册讲义 第2章 知识网络

2024年高中生物新教材同步必修第一册讲义本章知识网络

馨个第2章组成细胞的分子

第1节细胞中的元素和化合物

［学习目标］1.说出组成细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性。2.通过检测生物组织中

的糖类、脂肪和蛋白质，认同细胞由多种化合物组成。

一、组成细胞的元素和化合物

教材梳理

1.组成细胞的元素

(1)生物界和非生物界的统一性和差异性

①统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在_______中都能够找到。

②差异性：从分析，细胞与无机自然界大不相同。

(2)种类：组成细胞的化学元素，常见的有—多种。

⑶分类

①大量元素(含量较多)：等。

②微量元素(含量很少)：等。

2.组成细胞的化合物

(1)元素存在形式：大多以的形式存在。

⑵种类及相对含量：(70%〜90%)、(7%〜10%)、糖类和核酸(1%〜1.5%)、脂质

(1%〜2%)、无机盐(1%〜1.5%)。

【判断正误】

(1)组成地壳的元素在细胞中都能找到()

(2)细胞中含量很少的元素都是微量元素()

(3)大量元素和微量元素的划分依据是其发挥生理作用的大小()

(4)沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水()

「核心探讨

任务一：分析组成细胞的元素和化合物

1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(％),回答问题：

元素地壳细胞

O48.665.0

Si26.3极少

C0.08718.0

N0.033.0

H0.7610.0

(1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？

(2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同，这说明了什么？

(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的

大不相同？

2.比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题:

元素玉米细胞人体细胞

O44.4314.62

C43.5755.99

H6.247.46

N1.469.33

K0.921.09

Ca0.234.67

P0.203.11

Mg0.180.16

s0.170.78

注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。

(1)玉米细胞与人体细胞含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象?

(2)玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞，怎

样解释这种现象？

(3)细胞中有些元素含量很少，如在玉米细胞中，S只有0.17%、Mg只有0.18%,是否意味着

这些元素并不重要？

3.请尝试构建下列概念的包含关系图。

自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。

4.根据教材PD图2—1填空。

(1)细胞内含量最多的无机化合物是o细胞内含量最多的化合物是0占细胞鲜重最多

的化合物是—=占细胞鲜重50%以上的化合物是一o沙漠植物细胞中含量最多的化合物

是。

(2)细胞内含量最多的有机化合物是o细胞内含量仅次于水的化合物是。占

细胞干重最多的化合物是。占细胞干重50%以上的化合物是o

「核心归纳」元素的统一性和差异性

统一性经头叁圣塔f生物界与非生物界之间

生物界不同生物之间

差异性鲤翼表时生物界与非生物界之间

生物界不同生物之间

典题应用

1.如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列叙述不正确的是（）

I（组成生物体的元素）

n（微量元素）

Oni（大量元素）

A.I在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性

B.II含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的

C.II和皿为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症

D.P、S、K、Ca、Fe属于大量元素

2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代

表含量不同，其中I和II代表两大类化合物。下列叙述正确的是（）

VI

V

组成细胞的化合物

A.若v和VI分别代表蛋白质和脂质，则vn代表核酸

B,细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是V和III

C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于IV和V

D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是V

二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

教材梳理

1.实验原理

（1）还原糖（葡萄糖、麦芽糖、果糖等）+试剂黑

（2）脂肪+染液一______色。

（3）蛋白质+试剂-_____色。

2.实验流程

（1）还原糖的检测和观察

望含还原糖量较高、的植物组织

I制备组织样液I制浆一单层纱布过滤一取液

组织样液刚配制的,变成—

2mL隹!

显色1mL

匚三三|-50~65七

反应-呈现蓝色

加热约2min温水

(注：斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀后立即使用)

蠹组织样液中含有可溶性还原糖

(2)脂肪的检测和观察

制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)

两将花生种子(浸泡3~4h)去掉种皮,子叶切成薄片

'①取最理想的薄片

I②在薄片上滴2~3滴苏丹印染液(染色3min)

邈③洗去___(用体积分数为50%的酒精溶液)

【④制成临时装片

|W|在低倍镜下找到的圆形小颗粒，移到视野

I中央，然后用高倍镜观察

圆形小颗粒呈,说明花生子叶中含有脂肪

(3)蛋白质的检测和观察

I选材与制备I鲜肝提取液或豆浆滤液

双缩版试剂

.液4滴

摇匀后变

成色

|结论|组织样液中含有蛋白质

3.注意事项

(1)蛋白质检测时，双缩胭试剂的加入顺序：先加A液,再加B液，且B液不能过量。目的

是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成CU(OH)2,干扰颜色反应。

(2)在蛋白质检测实验中，需要将鸡蛋清稀释到一定程度，否则与双缩版试剂发生反应后，会

黏在试管的内壁上，反应不彻底，试管也不易刷洗。

【判断正误】

(1)西瓜、番茄等都含有较多的糖，因此可用于还原糖的鉴定()

(2)甘蔗富含糖，是做还原糖鉴定的理想材料()

(3)非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象是溶液为无色()

核心探讨

任务二：实验检测试剂的比较

1.完善表格，总结斐林试剂和双缩JR试剂的异同。

项目斐林试剂双缩版试剂

成分相同______(甲液)和CuSC>4(乙液)NaOH（A液）和________（B液）

0.1g/mL的NaOH溶液、________________的NaOH溶液、0.01

浓度不同

的CuSO4溶液g/mL的CuSCU溶液

新配制的Cu(OH)2与加入的还原

糖在________条件下反应，在碱性环境下的C/+与肽键发生

原理不同

CU(OH)2被还原生成_____色的反应，生成____色络合物

Cu2O沉淀

先加A液1mL,摇匀；再加B液

用法不同甲液和乙液等量混匀后立即使用

4滴，摇匀

使用条件________温水浴加热不需加热，摇匀即可

颜色反应______f棕色一砖红色(沉淀)浅蓝色f______

2.利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸储水能否检测蛋白质？为什么？

「核心归纳」

1.实验材料的选择

⑴所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。

⑵材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。

2.三类有机物的检测在操作步骤上的差异

⑴唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。

⑵唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。

(3)混合后加入的一斐林试剂；分别加入的一双缩腺试剂。

3.易错警示

⑴易忽略斐林试剂本身的颜色

非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色［Cu(OH)2的颜色］。

⑵误认为脂肪的检测必须使用显微镜

若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜,

可以在制备的组织样液中加入苏丹m染液，观察溶液的颜色变化。

典题应用

3.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（）

A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定

B.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液后再加入乙液

C.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒

D.用于鉴定蛋白质的双缩）R试剂A液和B液，要混合均匀，再加入含样品的试管中，且现

配现用

4.（2023•广东汕头高一期中）在下图1、3、5号试管中分别加入2mL蒸储水，2、4、6号试

管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1〜4号试管中适量滴加斐林试剂，5、

6号试管中适量滴加双缩版试剂，摇匀。下列有关实验现象的描述，错误的是（）

甲组（室温）乙组（6（）七水浴）丙组（室温）

A.4号试管内呈砖红色，只有5号试管内呈蓝色

B.2号试管不出现成红色的原因仅是没有水浴加热

C.1号试管不出现病红色的原因不仅仅是没有水浴加热

D.6号试管内呈紫色，这说明已发芽的小麦种子匀浆中含有蛋白质类物质

■网络构建

H、O、|

大量P、S、K、|

元素、Mg等|

生物界与非生物界细胞中

的元龛万

的统一性与差异性Fe、Mn、

微量

_Zn、Cu、

元素、乂等|

糖类组成80

无机化

脂质合物检测生物组织

分弓田胸中孰实验

I蛋白质一有机化度（化合物厂中的糖类、脂

肪和蛋白质

合物

第2节细胞中的无机物

［学习目标］1.简述水在细胞中的存在形式和作用。2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要

作用。

一、细胞中的水

教材梳理

1.水的含量

(1)在活细胞中含量最多的化合物是O

(2)生物种类不同含水量不同，一般为60%〜95%,水母的含水量达到97%。

2.水的特点

(1)水分子是分子，因此水是良好的溶剂。

(2)水分子具有,易于断裂和形成，使水具有和较高的

3.水的存在形式及作用

形式自由水结合水

细胞中绝大部分的水呈______

概念与细胞内的其他物质______的水

状态，可以自由流动

①细胞内__________;

②参与____________;

功能是细胞结构的____________

③为细胞提供液体环境；

④运送______和______

4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系

正常情况下，细胞内所占的比例越大，细胞的就越旺盛；而越多,

细胞抵抗等不良环境的能力就越强。

【判断正误】

(1)生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物()

(2)生物的含水量与生长发育阶段有关，幼嫩组织的细胞中含水量高()

(3)晒干的种子不含自由水()

核心探讨

任务一：分析细胞中水的存在形式及其相互转化

1.刚收获的小麦种子，农民往往将其晒干后再储藏，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种

形式的水？种子还有活性吗？

2.如果将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现，该过程中种子丢失的主

要是哪种形式的水？种子还有活性吗？

3.晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断自由水和结合水的比值与细胞

的代谢强度之间有什么关系？

4.越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量升高，这表明自由水和结合水的比值与

生物的抗逆性有什么关系？

「核心归纳」

1.自由水与结合水的相互转化

⑴条件：自由水结合水。

加反方rsj

（2）实例

①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。

②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。

2.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系

（1）图示

（2）曲线

题应用

1.人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水

的说法错误的是（）

A.水是极性分子，带电分子（或离子）易与水结合，因此水是一种良好的溶剂

B.由于氢键的存在，使水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性

C.结合水主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式

D.种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强

2.（2023•河南南阳高一期中）水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够

的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如

图所示。下列叙述错误的是（）

A.经阶段I吸水后，种子中的水主要是以自由水的形式存在

B.风干的小麦种子中只有结合水，没有自由水

C.胚生长过程中，结合水/自由水的比值较风干种子中小

D.一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增加

二、细胞中的无机盐

教材梳理

1.存在形式和含量

国存在形式.氏多数以一的形式存在।

[含量J无机盐是细胞中含量的无就

~1物，仅占细胞鲜重的1%~1.5%

2.无机盐的生理功能

生理功能举例

①Mg是构成_________的元素；

②Fe是构成_______的元素；

组成某些复杂化合物

③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是

细胞必不可少的许多化合物的成分

①Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；

②哺乳动物血液中Ca2+的含量太低，会出现

抽搐等症状

维持生物体内的平衡①渗透压的平衡；②酸碱平衡

【判断正误】

（1）细胞中，无机盐均以离子形式存在（）

（2）无机盐含量过多或过少都会影响生物体的正常生命活动（）

（3）植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐（）

核心探讨

任务二：分析并探究无机盐的作用

1.无机盐在细胞（鲜重）中的含量仅为1%〜1.5%,但却有着重要的作用，请结合下列材料分

析无机盐的有关知识。

(1)材料1一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下:

一种叶绿素分子血红素分子

(局部)(局部)

由材料可以看出，无机盐是________________________________________________________

(2)材料2足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量

钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。

由材料说明，无机盐对有着重要的意义。

(3)材料3生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为

0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸

水涨破。

由材料说明，无机盐能调节人体的,

维持细胞的o

⑷材料4人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在

H2cCh/NaHCCh和NaH2PoVNazHPCU等物质，可以中和这些变化。

由材料说明，无机盐对于维持人体内环境的相对稳定具有重要作用。

2.“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦

“焦边”是由缺钾导致的，准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同

的全素培养液、缺钾全素培养液等。

(1)实验步骤：

①取两只广口瓶，编号为甲、乙。在甲瓶加入100mL的全素培养液，向乙瓶中加入

②将_______________________________________________________________________________

分别栽种在甲、乙培养瓶中；

③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察o

(2)实验结果与结论：

①若甲瓶的小麦幼苗正常生长，______________________________________________

则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的;

②若,

则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。

（3）通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力，在上述实验的基础上如何

改进完善？。

典题应用

3.下列关于无机盐的叙述，错误的是（）

A.缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红素引起的

B.镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用的进行

C.患急性肠胃炎的病人脱水时只需要补充体内丢失的水分

D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘

4.苹果含有微量元素Zn,而Zn是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素,

儿童缺Zn会导致大脑发育不良，因此苹果又称为记忆之果。这说明无机盐离子（）

A.对维持酸碱平衡有重要作用

B.对维持细胞形态有重要作用

C.对调节细胞内的浓度有重要作用

D.对维持生物体的生命活动有重要作用

■网络构建

是细胞内的良好溶齐h

含量

一参与细胞内的生物化

存

在功能学反应；为细胞提供液

盛化

形

细体环境；运送营养物

式

胞

一结含量质和代谢废物

中~合

的丞1功能

无

机

一

无里很少

物a

机大多数

盐离子

一存在形式

化合物

「维持生命活动

切---------------------------------

能T维持生物体内酸碱平衡和渗透压平衡

U某些复杂化合物的重要组成成分

第3节细胞中的糖类和脂质

［学习目标］1.概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能

源物质。2.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用。

一、细胞中的糖类

教材梳理

1.元素组成和功能

(1)元素组成：一般由_______构成。

(2)功能：细胞中主要的0

2.分类

⑴单糖

①含义：不能的糖类。

②种类：、果糖、半乳糖、核糖和等，其中是细胞生命活动所

需要的主要能源物质。

⑵二糖

①含义：由两分子单糖形成的糖。

②种类：_____在糖料作物甘蔗和甜菜里含量丰富；______在发芽的小麦等谷粒中含量丰富;

______在人和动物乳汁中含量丰富。

(3)多糖：生物体内的糖类绝大多数以的形式存在。

种类淀粉糖原纤维素几丁质(壳多糖)

基本单位N一乙酰葡萄糖胺

甲壳类动物和昆

植物体内的人和动物细胞的构成植物细胞

作用虫的_____的重要

—的主要成分

组成成分

粮食作物的____

植物的茎秆和枝广泛存在于甲壳

中，植物变态的主要分布在人和

分布叶及所有植物细类动物和昆虫的

茎或根及一些植动物的_____中

胞的__________中

物的果实中

【判断正误】

(1)糖类都能为生命活动提供能量，细胞内的糖都是能源物质()

(2)淀粉和纤维素都是植物细胞内储存能量的多糖()

(3)人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时，肝糖原、肌糖原便会分解产生葡萄糖及时补充

()

核心探讨

任务一：归纳糖类的分类及功能

1.请完善表格

种类常见种类分布功能

核糖

组成RNA

(CHIO)

五碳糖505

脱氧核糖

_______细胞组成DNA

（C5H10O4）

单糖

细胞中主要的

葡萄糖

六碳糖能源物质

（C6Hl2。6）果糖_____细胞（主要）一

半乳糖____细胞（主要）一

甜菜、甘蔗、水果等—

蔗糖

细胞中，可用于加工红

（蔗糖一葡萄糖+果糖）

糖、白糖、冰糖

二糖能水解成单糖

麦芽糖发芽的小麦等—细

(Cl2H22。11)而供能

（麦芽糖一葡萄糖+葡萄糖）胞中

乳糖

人和____的乳汁中

（乳糖f葡萄糖+半乳糖）

玉米、小麦、水稻、马

淀粉植物细胞中重

铃薯、山药等_____细

（淀粉一许多______）要的______

胞中

纤维素植物______的

_____细胞壁

（纤维素一许多_____）主要成分

肝糖原糖原是人和动

多糖物细胞中重要

糖原

(C6HwO5)n主要存在于人和动物的—，肝糖原

（糖原一许

肌糖原的_____和_____中可调节_____，

多一）

肌糖原可为肌

肉—

甲壳类动物和

广泛存在于甲壳类动

几丁质（壳多糖）昆虫的_____的

物和昆虫的_______中

重要组成成分

2.细胞中的糖类按化学性质可分为还原糖和非还原糖，请分别列举。

（1）还原糖：____________________________________________________

（2）非还原糖：_______________________________________________________________

3.请将下列糖类按功能进行划分。

葡萄糖、核糖、脱氧核糖、淀粉、糖原、纤维素、几丁质

（1）细胞生命活动的主要能源物质：0

（2）储能物质：-

（3）结构物质：e

一典题应用

1.如图表示糖类的化学组成和种类，下列相关叙述正确的是（）

淀粉④

（核糖和脱氧核糖）\/

五碳糖\/

C、H、O_/------------、——7-------f几丁质

六盍糖、'②/♦原

（葡萄糖、果糖、半乳糖）黑吃兴芽（肝糖原'

糖、乳糖）⑤）

A.①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解

B.①②均是可被细胞直接吸收利用的小分子物质

C.④⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均储存能量，可作为储能物质

D.几丁质是多糖，是昆虫外骨骼的重要成分

2.下列关于糖类化合物的叙述，正确的是（）

A.蔗糖和麦芽糖属于二糖，糖原是植物体内重要的储能物质

B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖

C.葡萄糖、果糖、半乳糖都具有还原性，但元素组成不同

D.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀

二、细胞中的脂质

教材梳理

1.元素组成：主要是,有些还含有。相对于糖类，脂质分子中—含量低,

含量高。

2.性质：脂质通常不溶于,而溶于。

3.分类和功能

分类组成生理功能

脂肪三分子脂肪酸、一①细胞内良好的______;

（三酰甘油）分子甘油②很好的______,有隔热、保温作用；

③具有______作用，可以保护内脏器官

甘油、脂肪酸、磷

磷脂构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分

酸及其他衍生物

①构成动物_____的重要成分；

胆固醇

固②参与血液中___的运输

醇性激素促进人和动物生殖器官的发育以及_____的形成

维生素D能有效地促进人和动物肠道对______的吸收

4.糖类和脂质的相互转化

糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为

;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能

大量转化为O

【判断正误】

(1)苏丹III染液可以将脂质染成橘黄色()

(2)脂质存在于所有细胞中，脂肪只存在于动物的脂肪细胞中()

(3)磷脂由C、H、O三种元素构成，是构成细胞膜的重要成分()

一核心探讨

任务二：脂质的分类及功能

1.请结合教材P26图2—6脂肪分子式，回答下列问题：

⑴相同质量的糖类和脂肪相比，在元素组成上有以下特点：脂肪和糖类的组成元素都是

,但是脂肪的—含量高，—含量低。

(2)与糖原相比，脂肪是良好的储能物质的原因是：

①与糖类相比，脂肪分子中含量远远低于糖类，含量更高，所以等质量的

糖类和脂肪彻底氧化分解时，消耗的氧气多，产生的水多，释放的能量多。

②单位质量的脂肪的体积比糖原的小很多，有利于储藏。

2.植物细胞中也有脂肪，请据图分析导致花生油为液态，猪油为固态的原因。

HHHHHHHH