《高中生物必修一第二章思维导图》

一、组成细胞的分子

1. 细胞中的元素

• 1.1 大量元素

  • 定义：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
  • 种类：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
  • 1.1.1 核心元素
    • 元素：C
    • 原因：有机物的基本骨架。
      • 1.2 微量元素
  • 定义：含量占生物体总重量万分之一以下的元素。
  • 种类：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
  • 作用：生命活动必需。
    • 1.3 元素与细胞鲜重/干重的关系
  • 鲜重：O > C > H > N
  • 干重：C > O > N > H
    • 1.4 细胞元素特点
  • 含量：各类生物体的元素种类基本相同，含量差异很大。
  • 存在形式：以化合物的形式存在。
  • 组成：大量元素和微量元素都是生命体必需的，任何一种都不可缺少。

    2. 细胞中的化合物

  • 2.1 水
    • 2.1.1 水的种类
      • 自由水：细胞内绝大部分的水，可以自由流动，是良好的溶剂，参与许多化学反应。
      • 结合水：与细胞内的其他物质结合，是细胞结构的组成成分。
    • 2.1.2 水的功能
      • 良好的溶剂
      • 运输营养物质和代谢废物
      • 参与化学反应
      • 提供细胞内酸碱平衡
      • 维持细胞形态和生命活动。
    • 2.1.3 水含量与细胞代谢活动的关系
      • 水分越多，代谢越旺盛。
      • 种子风干后，自由水减少，代谢变缓。
  • 2.2 无机盐
    • 2.2.1 功能
      • 维持细胞和生物体的生命活动。
      • 维持细胞的酸碱平衡和渗透压。
      • 构成细胞的组成成分。
      • 有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分。
    • 2.2.2 例子
      • Mg：叶绿素的组成成分。
      • Fe：血红蛋白的组成成分。
      • Ca：骨骼、牙齿的组成成分，参与肌肉收缩、凝血等。
      • 碘：甲状腺激素的组成成分。
  • 2.3 糖类
    • 2.3.1 分类
      • 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖。
      • 二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖。
      • 多糖：淀粉、纤维素、糖原。
    • 2.3.2 功能
      • 主要的能量来源 (葡萄糖)。
      • 细胞结构的组成成分 (纤维素)。
      • 信息传递 (糖蛋白)。
      • 糖原（动物）：储存能量。
      • 淀粉（植物）：储存能量。
    • 2.3.3 单糖特点
      • 都是小分子，可以直接被细胞吸收。
  • 2.4 脂质
    • 2.4.1 分类
      • 脂肪：储存能量，保温，保护内脏器官。
      • 磷脂：构成细胞膜的重要成分。
      • 固醇：胆固醇（动物细胞膜的成分，参与调节新陈代谢）、性激素（促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成）、维生素D（促进钙的吸收）。
    • 2.4.2 特点
      • 不溶于水，易溶于有机溶剂（如乙醇、乙醚、氯仿）。
  • 2.5 蛋白质
    • 2.5.1 基本单位
      • 氨基酸
    • 2.5.2 氨基酸的结构特点
      • 至少含有一个氨基和一个羧基。
      • 一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
      • R基不同。
    • 2.5.3 氨基酸的种类
      • 根据R基的不同而分为20种。
    • 2.5.4 蛋白质的形成
      • 脱水缩合：一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去一分子水，形成肽键。
      • 肽链：由氨基酸通过肽键连接而成。
      • 蛋白质多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的空间结构不同。
      • 蛋白质的结构层次：一级结构（氨基酸的排列顺序） → 二级结构（α-螺旋、β-折叠） → 三级结构 → 四级结构
    • 2.5.5 蛋白质的功能
      • 结构蛋白：构成细胞和生物体的结构。
      • 催化功能：酶。
      • 运输功能：血红蛋白。
      • 免疫功能：抗体。
      • 调节功能：激素。
      • 信息传递功能：受体蛋白。
  • 2.6 核酸
    • 2.6.1 分类
      • DNA（脱氧核糖核酸）：遗传物质，主要存在于细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中。
      • RNA（核糖核酸）：与蛋白质的合成有关，主要存在于细胞质中。
    • 2.6.2 基本单位
      • 脱氧核苷酸（DNA的基本单位）：脱氧核糖、磷酸、含氮碱基（A、T、C、G）
      • 核糖核苷酸（RNA的基本单位）：核糖、磷酸、含氮碱基（A、U、C、G）
    • 2.6.3 DNA的结构
      • 双螺旋结构。
      • 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。
      • 碱基排列在内侧，通过氢键相连，形成碱基对（A-T，C-G）。
    • 2.6.4 RNA的种类
      • mRNA（信使RNA）：携带遗传信息。
      • tRNA（转运RNA）：转运氨基酸。
      • rRNA（核糖体RNA）：构成核糖体的成分。
    • 2.6.5 功能
      • 遗传信息的携带者。
      • 控制生物的性状。

二、 细胞的多样性和统一性

1. 细胞的多样性

• 1.1 细胞的形态、结构和功能各不相同。
  • 1.2 细胞类型多样性
    • 原核细胞：细菌、蓝藻。
    • 真核细胞：植物细胞、动物细胞、真菌细胞。

      2. 细胞的统一性

• 2.1 细胞都具有相似的结构和组成成分。
  • 2.2 细胞的代谢方式基本相同。
  • 2.3 细胞的遗传物质都是DNA。

三、 细胞学说的建立

*   **3.1 细胞学说的内容**
    *   细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来。
    *   细胞是生物体结构和功能的单位。
    *   细胞只能由已经存在的细胞产生。
*   **3.2 细胞学说建立的过程**
    *   显微镜的发明。
    *   植物细胞的发现。
    *   动物细胞的发现。
    *   细胞学说的提出（施莱登和施旺）。
    *   魏尔肖的补充。
*   **3.3 细胞学说的意义**
    *   揭示了细胞的统一性和生物界的统一性。
    *   为生物学的发展奠定了基础。