无机物的定义

组成细胞的分子：无机物、糖类、和脂质

要点一、组成细胞的化学元素

1、生物界与非生物界的关系

统一性和差异性

2、细胞中的元素

①组成细胞的化学元素有20多种。

按含量多少可分为大量元素和微量元素；

按作用大小可分基本元素、最基本元素和主要元素,

②大量元素和微量元素的划分是含量，而不是生理作用的大小。

③在细胞的组成元素中，原子个数最多的元素是H；细胞鲜重中含量最多的元素是O；而细胞干重中含量

最多的元素是C。

无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，二者区分的关键在于含量的不同。

3、组成细胞的化合物

组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。在细胞鲜重的化合物中，含量最高的是水；组成细胞干重的化合物中，

含量最高的是蛋白质。

要点二、细胞中的无机物

1、细胞中的水

（1）生物体内水的含量

①含量最多的化合物。水在细胞的各种化学成分中含量最多，一般为60%-95%。

②不同生物体内水的含量有所差别，如水母的含水量达到97%。

③生物体在不同的生长发育期，含水量不同，如婴儿期>成年期，幼嫩部分>成熟部分。

④同一生物不同器官的含水量不同。

（2）水的存在形式及生理作用

形式自由水结合水

定义细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动与细胞内的其他物质相结合的水

含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%

功能

①细胞内良好的溶剂；②参与生化反应

③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物

是细胞结构的重要组成成分

联系自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化

要点诠释：细胞中的水绝大部分以自由水的形式存在，自由水的主要功能阐述如下：

（1）做溶剂。水分子的极性强，能使溶解于其中的许多物质解离成离子，利于化学反应进行。

（2）运输营养物质和代谢废物。水溶液的流动性大，水在生物体内还起到运输物质的作用，将吸收来的营养物

质运输到各组织中区，并将组织中的废物运输到排泄器官。

（3）调节温度。水分子之间借助氢键连接，氢键的破坏吸收能量，反之释放能量。人蒸发少量的汗就能散发大

量的热。再加上水的流动性大，能随血液循环迅速分布全身，因此对于维持生物体的温度起很大作用。

（4）调控代谢活动。生物体内含水量多少以及水的存在状态改变，都影响新陈代谢的进行。一般生物体内含水

70%以上时，细胞代谢活跃；含水量降低，则代谢不活跃或进入休眠状态。

2、细胞中的无机盐

（1）含量：仅占细胞鲜重的1~1.5%

（2）无机盐的存在形式：多以离子形式存在。

（3）无机盐的生理作用：

①有些无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。

②无机盐参与维持正常的生命活动：如酸碱平衡、离子平衡、渗透平衡。

要点诠释：

（1）有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分，如Mg2+是叶绿素分子必需的成分；Fe2+是血红蛋

白的主要成分；碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分；P04

3-是生物膜的主要成分磷脂的组成成分（ATP、

[H]、核酸）；

（2）无机盐参与维持正常的生命活动，哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含

量过低就会出现抽搐。

（3）维持生物体内的平衡：

①渗透压的平衡Na+，Cl一对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。

②酸碱平衡（即pH平衡），pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物质的所有特性以及

在细胞内发生的一切反应：如人血浆中H2CO3/HCO3

-，HPO4

2-/H2P04

-等。

③离子平衡：动物细胞内外Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外Na+高、K+低，细胞膜内K+高、Na+低。

K+、Na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。

补充知识：

（1）自由水与结合水的相互转化

（2）自由水与结合水的存在及其功能的探究

①鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失；

②干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性；

③干种子不浸泡则不萌发自由水减少，代谢缓慢；

④失去结合水的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。

种子储存前，晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率，以延长储存时间。

（3）无机盐功能的验证方法

对照组：植物+完全培养液正常生长

实验组：正常植物+缺X培养液培养表现出症状加入X症状消失

实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。

要点三、细胞中的糖类和脂质

1、细胞中的糖类

（1）细胞中糖的种类

种类分子式功能

单糖

葡萄糖

C6H12O6

细胞内最重要的能源物质

果糖蔗糖的组成物质之一

半乳糖乳糖的组成物质之一

核糖C5H10O5核酸RNA的组成物质之一

脱氧核糖C5H10O4核酸DNA的组成物质之一

二糖

蔗糖

C12H22O11植物细胞特有的，水解为单糖，提供能量

麦芽糖

乳糖动物细胞特有的（乳汁中），水解为单糖

多糖

淀粉

（C6H10O5）n

植物细胞内贮存能量的物质

纤维素植物细胞壁的组成成分

糖原动物细胞内贮存能量的物质

（2）糖类的功能

糖类是主要的能源物质。从能量供应方面来讲，生物体和细胞各项生命活动消耗的能量主要由糖类供给，虽然蛋

白质、脂肪等也能为生命活动提供能量。

①单糖

单糖是不能水解的糖。光合作用的产物主要是葡萄糖（C6HI206），它与果糖（C6HI206）是生物界分布最普遍

的六碳糖，虽然分子式相同，但属于结构不同的同分异构体。半乳糖（C6HI206）与葡萄糖也是同分异构体，因

结合水

自由水

两者结合构成乳糖而得名。核糖（C5H1005）和脱氧核糖（C5H1004）是相差一个氧的两种五碳糖，它们的结构都成

环状，是区分脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的重要成分。

②二糖

二糖在植物细胞中有蔗糖和麦芽糖。蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖脱水缩合而成，甘蔗和甜菜中含有

大量的蔗糖；麦芽糖是由两分子葡萄糖组成，发芽的大麦里含有大量的麦芽糖。在动物的乳汁中，含有由一分子

葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成的二糖——乳糖。这三种二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）分子式相同（C12H22O11），

但结构不同。

③多糖

多糖是由多个单糖分子脱水缩合而成的链状大分子，是自然界中含量最多的糖类。淀粉是高等植物中糖的主

要存在形式，以直链淀粉和支链淀粉两种形式存在，长链呈螺旋状盘曲。在植物中，最重要的多糖是纤维素，纤

维素是植物细胞壁组成成分。动物细胞中量重要的多糖是糖原（动物淀粉），它分为肝糖原和肌糖原两种。因此，

糖类是生物体生命活动的主要能源物质；另外，淀粉是植物细胞中储存能量的物质；糖原是动物细胞中储存能量

的物质；核糖和脱氧核糖是组成核酸的重要物质，

2、细胞中的脂质

（1）细胞中脂质

脂质，最熟悉的是食用植物油和动物脂肪。脂质分子主要由C、H、O三种元素构成，磷脂还含有N、P。常见的

脂质有脂肪、磷脂、固醇等。

（2）脂质的种类及生理功能：

种类生理功能

脂肪

（1）细胞内良好的储能物质

（2）很好的绝热体，有隔热、保温作用

（3）能缓冲和减压，可以保护内脏器官

磷脂构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分

固醇类

胆固醇（1）构成细胞膜的重要成分（2）参与血液中脂质的运输

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能有效地促进人和动物肠道对Ca、P的吸收

3、生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的鉴定

物质材料试剂操作要点颜色反应

还原性糖苹果、梨等浅色水果

斐林试剂（甲液0.1g/mLNaOH和乙液

0.05g/mLCuSO4）

临时混合，沸水浴50-65℃砖红色沉淀

脂肪花生子叶苏丹Ⅲ（Ⅳ）染液切片，高倍镜观察橘黄色/红色

蛋白质

牛奶、豆浆或蛋清稀

释液

双缩脲试剂（A液0.1g/mLNaOH和B液

0.01g/mLCuSO4）

先加试剂A，再滴加试剂B紫色

淀粉马铃薯等碘液直接滴加碘液蓝色

要点诠释：

（1）生物组织中还原糖的鉴定：

①斐林试剂甲液和乙液混合后使用

②苹果或梨组织液要临时制备，因组织液容易被氧化成褐色，将产生的颜色掩盖

（2）生物组织中蛋白质的鉴定：

①先加A液，再加B液，且B液（4滴）不能过多，防止CuSO4遮盖反应颜色；若A、B同时加入会生成Cu

（OH）2沉淀，使双缩脲试剂失效。

②如用蛋清则必须先稀释，防止蛋清粘于试管壁，反应不彻底

（3）生物组织中脂肪的鉴定：

①切片尽可能薄，方便显微镜下观察

②染色时间不宜过长

③酒精脱色时间不能过长，防止脂肪颗粒溶解成油滴

4、生物大分子以碳链为骨架

（1）单体：以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。不同多聚体的单体不同。

（2）多聚体：由许多个单体连接形成。

（3）由碳链构成的有机物再进一步构成生物体最基本的机构单位——细胞，这样，生物才表现出生命活动。所

以从元素角度讲，碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命。

单体（基本单位）多聚体（生物大分子）

葡萄糖多糖（淀粉、纤维素、糖原）

氨基酸蛋白质

核苷酸核酸

补充知识：

（1）能源物质：细胞中，糖类、脂肪、蛋白质都是有机化合物，其中储存有大量化学能，都是能源物质。

（2）主要能源物质：糖类是生命活动的主要能源物质。正常情况下，糖类分解供能约占总能量的70%。

（3）储能物质：脂肪分子中储存着大量能量，是细胞中良好的储能物质（动物细胞中的糖原及植物细胞中的淀

粉）。

（4）直接能源：ATP是直接能源物质。生命活动所需能量由ATP水解提供，储能物质所含能量只有转移到ATP

中才能用于各项生命活动。

（5）三大能源物质的供能顺序

先是葡萄糖氧化供能，当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能。

为什么糖类是主要能源物质？

与糖类氧化相比，脂肪在生物细胞内的氧化速率比较慢，而且需要消耗大量氧气，糖类氧化既可以在有氧条

件下也可以在无氧条件下进行，所以对于生物体的生命活动而言，糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。

（6）由于脂肪中的含氢量比糖类多，因此在氧化分解时脂肪的耗氧量较糖类多，产生的水多，释放出来的能量

也多。

（7）磷脂在脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富，磷脂中含有C、H、O、P元素。

（8）阳光中的紫外线能使皮肤中的胆固醇转化成维生素D，促进人体对钙的吸收，防止佝偻病和骨质疏松症的

发生。维生素D属于脂质。