《高一生物必修一第二章思维导图》

一、细胞的分子组成

1. 水

• 结构与性质:
  • 化学式: H₂O
  • 存在形式: 自由水、结合水
  • 含量: 细胞鲜重中含量最多的化合物
  • 性质:
    • 良好的溶剂：极性分子，可溶解极性或带电物质。
    • 比热容大：利于维持生物体的温度稳定。
    • 导热性好：有利于散热。
• 功能:
  • 良好的溶剂
  • 参与化学反应（如光合作用、呼吸作用、水解）
  • 运输营养物质和代谢废物
  • 维持细胞的形态和功能（细胞内的液体环境）

2. 无机盐

• 存在形式: 以离子形式存在
• 含量: 细胞中的少量化合物
• 功能:
  • 维持细胞的生命活动：
    • 维持细胞和生物体的酸碱平衡（缓冲物质）
    • 维持细胞的渗透压
    • 调节酶的活性（如Mg²+是叶绿素的组成成分，Fe²+是血红蛋白的组成成分）
  • 构成细胞中的某些复杂化合物（如碘是甲状腺激素的组成成分）
  • 维持神经细胞的兴奋性

3. 糖类

• 分类:
  • 单糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖
    • 葡萄糖：细胞生命活动的主要能源物质
  • 二糖: 蔗糖、麦芽糖、乳糖
  • 多糖:
    • 淀粉：植物细胞的储能物质
    • 糖原：动物细胞的储能物质
    • 纤维素：植物细胞壁的主要成分
• 元素组成: C、H、O
• 功能:
  • 主要的能源物质
  • 细胞结构的组成成分（如纤维素是植物细胞壁的组成成分）
  • 参与细胞间的识别（糖蛋白）

4. 脂质

• 分类:
  • 脂肪:
    • 元素组成：C、H、O (有些含有N、P)
    • 结构：甘油和脂肪酸构成
    • 功能：重要的储能物质，保温，保护内脏，参与细胞膜的构成
  • 磷脂:
    • 元素组成：C、H、O、N、P
    • 结构：甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱构成
    • 功能：细胞膜的主要成分
  • 固醇:
    • 胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，参与调节人体新陈代谢
    • 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、磷的吸收
• 元素组成: C、H、O (有些含有N、P)
• 功能:
  • 重要的储能物质
  • 构成细胞膜的重要成分（磷脂、胆固醇）
  • 参与调节生命活动（性激素、维生素D）
  • 保温，保护内脏

5. 蛋白质

• 元素组成: C、H、O、N (多数含S)
• 基本单位: 氨基酸
  • 氨基酸的结构特点:
    • 至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
    • 不同的氨基酸的区别在于R基不同。
  • 氨基酸的分类: 依据R基不同分为20种
  • 氨基酸的形成肽链过程:
    • 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。
    • 肽键：连接两个氨基酸的化学键 (-CO-NH-)
    • 肽链：多个氨基酸通过肽键连接形成的链状结构。
    • 蛋白质：一条或多条肽链盘曲折叠形成的具有一定空间结构的分子。
    • 蛋白质多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同。
• 结构层次:
  • 一级结构：氨基酸的种类、数目和排列顺序
  • 二级结构：肽链盘曲折叠形成的α螺旋或β折叠等
  • 三级结构：在二级结构的基础上，进一步盘曲折叠形成具有一定空间结构的分子
  • 四级结构：由多个具有三级结构的亚基组成的具有更复杂空间结构的分子
• 功能:
  • 生命活动的主要承担者
  • 结构蛋白：构成细胞和生物体的结构（如头发、肌肉）
  • 催化作用：酶具有催化作用
  • 运输作用：如血红蛋白运输氧气
  • 免疫作用：抗体具有免疫作用
  • 调节作用：激素调节生命活动
  • 信息传递：受体蛋白接受信息

6. 核酸

• 分类: DNA (脱氧核糖核酸)、RNA (核糖核酸)
• 元素组成: C、H、O、N、P
• 基本单位: 核苷酸
  • DNA的核苷酸: 脱氧核苷酸
    • 脱氧核糖
    • 磷酸
    • 含氮碱基 (A、T、C、G)
  • RNA的核苷酸: 核糖核苷酸
    • 核糖
    • 磷酸
    • 含氮碱基 (A、U、C、G)
• 结构:
  • DNA: 双螺旋结构，两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，碱基排列在内侧，两条链之间碱基互补配对（A-T，C-G）。
  • RNA: 一般为单链结构
• 功能:
  • DNA: 遗传信息的载体，是细胞中储存和传递遗传信息的物质
  • RNA: 参与蛋白质的合成，是基因表达的桥梁。

二、细胞中的无机化合物与有机化合物的联系

• 有机物以碳链为骨架，无机物不以碳链为骨架。
• 细胞内的有机物和无机物之间并非孤立存在，它们之间相互联系、相互作用，共同维持细胞的生命活动。
• 例如：水是许多有机物水解的反应物，无机盐离子能够调节酶的活性，有机物为细胞提供能量，等等。
• 元素是构成细胞及生物体的基本单位，元素构成了无机物，无机物构成了有机物，有机物构成了细胞，细胞构成了组织、器官、系统、个体。

这份思维导图概述了高中生物必修一第二章的主要内容，通过清晰的结构和详细的要点，可以帮助学生更好地理解和掌握细胞的分子组成及其功能。